(57)【要約】【課題】      高電流が流れる電子機器用にも用いることができ、柔軟性のある接点部を有する押釦スイッチと、その製造方法を得ること。【解決手段】  操作部２への押圧によって固定接点４ａに接触する接点部７を有する押釦スイッチ１について、ゴム状弾性体か軟質樹脂中に磁性導電体８を凝集させた接点部７とした。接点部７が導電性に優れ、また柔軟性を有するため、電気抵抗が低く、かつ、チャタリングの発生などの接触不良が生じにくい。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部への押圧によって固定接点に接触する接点部を有する押釦スイッチにおいて、該接点部が、ゴム状弾性体か軟質樹脂中に磁性導電体を凝集させたものであることを特徴とする押釦スイッチ。
【請求項２】
ゴム状弾性体か軟質樹脂中に磁性導電体が密に凝集した部位と粗に凝集した部位とを有する請求項１記載の押釦スイッチ。
【請求項３】
磁性導電体が、接点部の中央部で粗に、接点部の周側部で密に凝集した請求項１または請求項２記載の押釦スイッチ。
【請求項４】
磁性導電体が、固定接点との接触面側で密に、操作部側で粗に凝集した請求項１〜請求項３何れか１項記載の押釦スイッチ。
【請求項５】
操作部への押圧によって固定接点に接触する接点部を有する押釦スイッチの製造方法において、
該接点部における固定接点との接触面に相対する磁性金属部を設けた下側成形金型に、磁性導電体を含む液状ポリマーを注入し、磁性金属部を通じて磁力を印加して磁性導電体を凝集させ、その後、液状ポリマーを硬化させて接点部を形成することを特徴とする押釦スイッチの製造方法。
【請求項６】
下側成形金型に設けた磁性金属部より小径で、型合わせ時に該磁性金属部と同心となる別の磁性金属部を有する補助成形金型をさらに用い、磁性導電体を凝集させて接点部を形成する請求項５記載の押釦スイッチの製造方法。
【請求項７】
形成された接点部を前記下側成形金型内に保持したまま、操作部となる材料を該下側成形金型と、これと対になる上側成形金型とで成形し、該接点部と一体化する工程を含む請求項５または請求項６記載の押釦スイッチの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器や電子機器等に用いられる押釦スイッチとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より操作部への押圧操作によって、プリント基板上の固定接点（基板電極）に対して接点部が接触し、通電する押釦スイッチが知られている。押釦スイッチのなかでも、高電流を使用する車載用電子機器に用いる場合は、例えば、特開昭６３−９６８２２号公報（特許文献１）や特開２００３−１０９４４９号公報（特許文献２）に記載のように、接点部表面に電気抵抗を低くするための金属層を形成するか、例えば、特開平１１−２３８４２３号公報（特許文献３）や特開２００１−１８４９６４号公報（特許文献４）に記載のように、ゴム状弾性体中にカーボン粒子や繊維、または金属を多量に配合して電気抵抗を下げる工夫がなされている。
【特許文献１】特開昭６３−９６８２２号公報
【特許文献２】特開２００３−１０９４４９号公報
【特許文献３】特開平１１−２３８４２３号公報
【特許文献４】特開２００１−１８４９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１や特許文献２に記載のように、接点部に金属部分を設けた技術では、接点部は少なからず剛性を有しているため、もし、押釦スイッチの接点部と固定接点との間に異物が介在すると、接触不良を起こしてスイッチが正確に作動しないことがある。また、押釦スイッチを斜めに押圧すると、適当な接触が確保できずに、いわゆるチャタリングが発生し、接点の接触とスイッチの作動までに時間差が生じることがある。一方、ゴム状弾性体中に金属やカーボン粒子等を単に配合したような、特許文献３や特許文献４に記載の技術では、ゴム状弾性を有するのでチャタリングが生じにくくなるものの、接点部表面の電気抵抗が高く、高電流が流れる電子機器用には不向きであった。
【０００４】
そこで本発明は、高電流が流れる電子機器用にも用いることができ、柔軟性のある接点部を有する押釦スイッチを得ることを目的とする。また、本発明は、そのような押釦スイッチの製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、操作部への押圧によって固定接点に接触する接点部を有する押釦スイッチについて、該接点部が、ゴム状弾性体か軟質樹脂中に磁性導電体を凝集させたものであることを特徴とする。
【０００６】
磁性導電体を凝集させたものであるため、ゴム状弾性体か軟質樹脂中に磁性導電体が連続して存在することにより導電路が形成されて導電性に優れた接点部となる。また、磁性導電体がゴム状弾性体か軟質樹脂により保持されるているため柔軟性を有する接点部を形成することになる。よって、電気抵抗が低く、かつ、チャタリングの発生などの接触不良が生じにくい接点部を有する押釦スイッチとすることができる。特に、ゴム状弾性体の内部に磁性導電体を凝集させた接点部とすれば、ゴム状弾性の柔らかい性質を活かし、より接触不良が生じにくい押釦スイッチとすることができる。
【０００７】
磁性導電体の凝集は、ゴム状弾性体か軟質樹脂中に偏在させて設けることができる。すなわち、ゴム状弾性体か軟質樹脂中に磁性導電体が密に凝集した部位と粗に凝集した部位とを有する接点部とすることができる。磁性導電体が密に凝集した部位と粗に凝集した部位とを有するため、接点部内の必要な箇所に密に磁性導電体を配置して、磁性導電体の含有量が少なくても所望の電気抵抗値となる接点部とすることができる。
【０００８】
そして、磁性導電体が、接点部の中央部で粗に、接点部の周側部で密に凝集した接点部を有する押釦スイッチとすることができる。接点部の中央部で粗に、接点部の周側部で密に磁性導電体が凝集したため、押釦スイッチが斜めに押圧されても、磁性導電体が密に凝集した周側部が最初に確実に固定接点に接触するとともに、磁性導電体が粗である柔軟性が高い中央部が撓んで確実に固定接点との接触が保たれる。そのため、チャタリングなどの操作不良が生じにくく、入力時の荷重が小さい押釦スイッチとすることができる。
【０００９】
そしてまた、固定接点との接触面側で密に、操作部側で粗に磁性導電体が凝集した接点部を有する押釦スイッチとすることができる。固定接点との接触面側で密に、操作部側で粗に磁性導電体が凝集したため、磁性導電体が少量であっても、固定接点との接触面に効率良く磁性導電体が凝集分布し、接点部の電気抵抗を低くすることができる。
【００１０】
本発明はまた、操作部への押圧によって固定接点に接触する接点部を有する押釦スイッチの製造方法について、該接点部における固定接点との接触面に相対する磁性金属部を設けた下側成形金型に、磁性導電体を含む液状ポリマーを注入し、磁性金属部を通じて磁力を印加して磁性導電体を凝集させ、その後、液状ポリマーを硬化させて接点部を形成することを特徴とする。
【００１１】
接点部における固定接点との接触面に相対する磁性金属部を設けた下側成形金型に、磁性導電体を含む液状ポリマーを注入し、磁性金属部を通じて磁力を印加して磁性導電体を凝集させ、その後、液状ポリマーを硬化させて接点部を形成したため、接点部内において、ゴム状弾性体か軟質樹脂中の一部に磁性導電体を凝集させることができ、高い導電性を有しながら、柔らかな接点部を形成することができる。そのため、電気抵抗が低く、チャタリングが発生しにくい押釦スイッチを得ることができる。また、接点部の製造が簡単で品質に偏りのない押釦スイッチを得ることができる。さらに、磁性導電体が、接点部の中央部で粗に、接点部の周側部で密に凝集した接点部や、固定接点との接触面側で密に、操作部側で粗に凝集した接点部を有する押釦スイッチを得ることができる。
【００１２】
また、下側成形金型に設けた磁性金属部より小径で、型合わせ時に該磁性金属部と同心となる別の磁性金属部を有する補助成形金型をさらに用い、磁性導電体を凝集させて接点部を形成することができる。下側成形金型に設けた磁性金属部より小径で型合わせ時に該磁性金属部と同心となる別の磁性金属部を有する補助成形金型をさらに用い、磁性導電体を凝集させて接点部を形成したため、接点部内において、ゴム状弾性体か軟質樹脂中の一部に磁性導電体を凝集させることができ、高い導電性を有しながら、柔らかな接点部を形成することができる。そのため、電気抵抗が低く、チャタリングが発生しにくい押釦スイッチを得ることができる。また、接点部の製造が簡単で品質に偏りのない押釦スイッチを得ることができる。さらに、磁性導電体が、接点部の中央部で密に、接点部の周側部で粗に凝集した接点部や、固定接点との接触面側で密に、操作部側で粗に凝集した接点部を有する押釦スイッチを得ることができる。
【００１３】
そして、形成された接点部を前記下側成形金型内に保持したまま、操作部となる材料を該下側成形金型と、これと対になる上側成形金型とで成形し、該接点部と一体化する工程を含むことができる。接点部を保持したまま、接点部を成形した下側成形金型を用いて接点部以外の操作部などを成形することができるため、別途接点部を貼り付けるような場合に比べて、接点部の位置ずれがない寸法安定性に優れた押釦スイッチとなる。また、接点部を貼り付けるための接着剤の塗布工程のような余分な工程がなく、製造が簡単である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の押釦スイッチは、接点部の電気抵抗が低く、チャタリング等の接触不良の生じない押釦スイッチである。そのため、高電流を使用したり、連続して押された状態で使用したりすることが多い押釦スイッチとして好適である。
【００１５】
本発明の押釦スイッチの製造方法は、接点部の電気抵抗が低くチャタリングの生じにくい押釦スイッチを簡単に安価に製造することができる方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
第１実施形態：  本発明の一実施形態に係る押釦スイッチについて、図１〜図６を用いてさらに詳しく説明する。押釦スイッチ１は、ゴム状弾性体でなり押圧操作を受ける操作部２と、操作部２の端からスカート形状に広がる薄肉部３、押釦スイッチ１をプリント基板４上に支持するべース部５、そして、操作部２を押圧することによってプリント基板４上の固定接点（基板電極）４ａに接して導通をもたらす接点部７などから形成されている。
【００１７】
操作部２は、押圧操作を受ける部分であり、薄肉部３は、操作部２とプリント基板４とを離間して配置させるとともに、操作者にクリック感を与える機能を有する部分である。また、ベース部５は、操作部２などをプリント基板４上に支持するものである。そのため、これらの部分は一体として本体部６とし、シリコーンゴムやエチレンプロピレンゴム、ポリイソブチレンゴムなどの合成ゴムや、ポリエステル系やポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系などの熱可塑性エラストマー等のゴム状弾性体を用いて製造することができる。
【００１８】
接点部７は、ゴム状弾性体または軟質樹脂と、導電粒子である磁性導電体８との混合体でなり、ゴム状弾性体か軟質樹脂中の一部に磁性導電体８が凝集したものである。磁性導電体８は、接点部７において、その中心から周側方向に徐々に密となるように凝集分布しているため、周側部７ｂで密に、中央部７ｃで粗に形成されている。また、押釦スイッチ１の操作方向では、スイッチの裏側から表側方向に徐々に粗となるように凝集分布しているため、固定接点４ａとの接触面７ａ側で密に、操作部２側で粗に形成されている。ここで、接点部７の周側部７ｂや中央部７ａとは、例えば図３の断面図の左右方向において、右側または左側の部分を周側部７ｂといい、中央部分を中央部７ｃとしたものである。両者の境界は明確なものではないが、中心を含む部分である中央部７ａに対して外周に至る側が周側部７ｂである。接点部７において、ゴム状弾性体または軟質樹脂中を磁性導電体８がこのように分布して凝集しているため、導電粒子を多量配合してなる従来の接点部に比べ、磁性導電体８の配合量が少なくても電気抵抗を低くすることができる。また、ゴム状弾性体や軟質樹脂の性質が残存し、柔軟な接点部７となる。
【００１９】
接点部７に用いるゴム状弾性体には、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、スチレン系熱可塑性エラストマーなどの種々のゴム状弾性体を用いることができるが、磁性導電体８を所定の部位に凝集させるため、未硬化時において低粘度で流動性の高い液状ポリマーを用いることが好ましい。そのため、未硬化時の粘度は１０Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓ程度が好ましい。また、接点部７に軟質樹脂を用いる場合は、例えば、ポリエチレン系樹脂や、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、シリコーン樹脂などの軟質樹脂を用いることができる。これらの軟質樹脂の溶融粘度または未硬化時の粘度も、１０Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓ程度が好ましい。なお、軟質樹脂は標準状態における圧縮弾性率は、６００ＭＰａ以下であることが好ましい。
【００２０】
磁性導電体８には、ニッケル、コバルト等の磁性金属粉やこれらの金属を多く含む合金粉、これらの磁性金属に銅や鉄、金、銀、白金、アルミニウム等の導電性金属で被覆した粉体、樹脂やセラミックを磁性金属でメッキした粉体等を用いることができる。これらの粉体の平均粒径は、５μｍ〜１００μｍが好ましく、１０μｍ〜５０μｍがより好ましい。１００μｍより大きいと液状ポリマー中で安定せず沈降などの問題を起こし易くなり、５μｍより小さいと単価が高く、製造も困難になるからである。
【００２１】
ゴム状弾性体または軟質樹脂に対する磁性導電体８の混合量は、１０ｖｏｌ％〜８０ｖｏｌ％である。磁性導電体８が、８０ｖｏｌ％より多いと、接点部７の柔軟性が失われるからであり、１０ｖｏｌ％より少ないと、抵抗値が十分に下がらないからである。
【００２２】
次に、押釦スイッチ１の製造方法について説明する。接点部７における固定接点４ａとの接触面７ａに相対する位置に磁性金属部１２ａを設けてなる下側成形金型１３ａを準備し、該下側成形金型１３ａ内に、磁性導電体８を含む液状ポリマー１４を注入する（図４）。そして、磁性金属部１２ａを通じて印加される磁力にて、磁性導電体８を凝集させた後、液状ポリマー１４を加熱などの適当な方法で硬化させて接点部７を形成する。磁力は、磁性金属部１２ａから発せられるものであってもよく、また、下側成形金型１３ａの外部に設けられた磁場発生源から磁性金属部１２ａを通じて与えるものであっても良い。そのため、磁性金属部１２ａは鉄、ニッケルなどの磁性体からなる金属や合金で形成し、成形金型１３ａは、磁化しないアルミニウム金属などで作られることが好ましい。そして、下側成形金型１３ａに接点部７を保持したまま、操作部２や薄肉部３、ベース部５でなる本体部６を形作るゴム状弾性体材料１５を、上側成形金型１３ｂと下側成形金型１３ａの間に導入し、型合わせして成形する（図５）。これにより、接点部７と本体部６とが一体化した押釦スイッチ１を得る（図６）。この製造方法において得られる押釦スイッチ１では、磁性導電体８が、接点部７の周側部７ｂで密に、接点部７の中央部７ｃで粗に凝集分布し、また、固定接点４ａとの接触面７ａ側で密に、操作部２側で粗に凝集分布している。このように磁性導電体８が凝集分布するのは、磁力を与える磁性金属部１２ａが下側成形金型１３ａに備えられていることに因る。すなわち、接点部７の下方から磁力が加わること、そして、磁力線の方向が、磁性金属部１２ａから発して磁性金属部１２ａに収まる軌跡を有するため、その磁力線に沿って磁性導電体８が分布すること、がその理由と考えられる。
【００２３】
第２実施形態：  第２実施形態による本発明の押釦スイッチ１１（図１参照）の製造方法では、磁性導電体８を凝集、配列させるために補助成形金型１３ｃを用いる。補助成形金型１３ｃは、下側成形金型１３ａに設けた磁性金属部１２ａより小径で、型合わせ時に該磁性金属部１２ａと同心となる磁性金属部１２ｃを有する金型である。補助成形金型１３ｃや、それに設けられた磁性金属部１２ｃも、下側成形金型１３ａや、それに設けられた磁性金属部１２ａと同様な材料が用いられている。
【００２４】
この製造方法では、下側成形金型１３ａ内に、磁性導電体８を含む液状ポリマー１４を注入した（図４）後、補助成形金型１３ｃを型合わせする。そして、磁性金属部１２ａと磁性金属部１２ｃを通じて印加される磁力にて、磁性導電体８を凝集させた後、液状ポリマー１４を加熱などで硬化させて接点部７を形成する（図７）。その後の工程は第１実施形態で示した製造方法と同じである。この製造方法において得られる押釦スイッチ１１は、磁性金属部１２ａと磁性金属部１２ｃとの間を磁力線が通じるため、図８で示すように、一方の磁性金属部１２ａと他方の磁性金属部１２ｃとを結ぶ仮想線上に磁性導電体８が配列するように凝集分布することになる。したがって、磁性導電体８は、接点部１７の中央部１７ｃで密に、周側部１７ｂで粗に、また、固定接点４ａとの接触面１７ａ側で密に、操作部２側で粗に凝集分布している。
【００２５】
第１実施形態および第２実施形態で得られた押釦スイッチ１，１１は、接点部７，１７側をプリント基板４などに載置するとともに、操作部２側に樹脂製のカバーなどで覆って各種スイッチとして用いられる。
【００２６】
以上の説明による実施形態は、本発明の一実施形態にすぎず、他の変形形態とすることも可能である。例えば、上記の実施形態では、薄肉部３を有する押釦スイッチ１，１１としたが、薄肉部３として明確に形成される部位のない押釦スイッチとすることも可能である。また、添付の図面においては、操作部２が円柱状であるが、四角柱状であっても良くその形状を特定するものではないし、図では１個の押釦スイッチ１，１１しか示していないが、前後、左右に同様な、または別の形状をした押釦スイッチが存在するものとして構成しても良い。また、押釦スイッチ１，１１の上に樹脂製のカバーを置くこととしたが、操作部２自体をポリカーボネート等の硬質樹脂で形成することもできる。
【００２７】
さらに、上述の実施形態による製造方法では、一つの下側成形金型１３ｂを用いるだけで、接点部７，１７と、操作部２や薄肉部３、ベース部５を一体に成形することができるが、一つの金型で接点部７，１７を製造しておき、別の金型で成形しておいた本体部６に接点部７，１７を別途貼り付ける仕方で押釦スイッチ１，１１を製造することもできる。この方法は、接点部７の形状は同じでも、全体的な形状の異なる何種類もの押釦スイッチ１，１１を製造するような場合に好適である。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳述する。
【００２９】
実施例１：  液状ポリマーとして、液状シリコーンゴム；旭化成ワッカーシリコーン株式会社製「エラストジルＬＲ７６６５（商品名）」を、磁性導電体(8)として、粒径１０〜３０μｍのニッケル粒子に金メッキが施された磁性導電粒子を各々用いた。これらを重量比１：１で混合し、混入した気泡を真空脱泡によって除去しておいた。そして、下側成形金型(13a)の接点部形成位置に注入し、磁力を与えて約３０秒間放置した。こうして磁性導電体(8)を液状シリコーンゴム中で凝集配置させた後、下側成形金型(13a)を約１７０℃で加熱して接点部(7)を硬化させた。
【００３０】
操作部(2)などになるゴム状弾性体材料(15)には、東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社製のシリコーンゴム「ＳＨ８７１Ｕ（商品名）」を用いた。このシート状のゴム状弾性体材料(15)を、下側成形金型(13a)と上側成形金型(13b)で挟み、加圧、加熱して接点部(7)と操作部(2)とを一体化して押釦スイッチ(1)を得た。この押釦スイッチ(1)の接点部(7)を切断して断面を見ると、磁性導電体(8)が固定接点(7)との接触面(7a)側で、また、周側部（7b)側で密に凝集配置しており、操作部(2)側や中央部(7c)側では粗であった。
【００３１】
比較例１：  実施例１で用いた液状シリコーンゴムを、磁性導電体(8)を混入させずに用いた。まず、この液状シリコーンゴムを適当な大きさにして硬化させた後、その表面に洋白箔を積層した。そして、所定の形状に打抜いて接点部を形成した。次に、上側成形金型(13a)と下側成形金型(13b)で、実施例１で用いたシート状のゴム状弾性体とこの接点部とを一体化して実施例１で得た押釦スイッチ(1)と同じ形状大きさの押釦スイッチを得た。
【００３２】
比較例２：  実施例１と比較して、磁力を与えることなく接点部を形成する以外は、実施例１と同じ材料、同じ条件で押釦スイッチを製造した。得られた接点部を切断して断面を見ると、シリコーンゴム中に均一に磁性導電体(8)が分散していた。
【００３３】
電気抵抗値の測定：  実施例１で得た押釦スイッチ(1)と比較例１および比較例２で得た押釦スイッチをそれぞれプリント基板(4)上に配置し、一定荷重で押圧したときの電気抵抗値を測定した。その結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
2005183080.tif 000003
【００３５】
実施例１の押釦スイッチ(1)は、磁性導電体を含むシリコーンゴムを単に固めた接点部をもつ比較例２の押釦スイッチに比べて、電気抵抗はかなり減少した。そして、金属層からなる接点部をもつ比較例１の押釦スイッチの抵抗値に近い値となった。したがって、磁性導電体をゴム状弾性体中に単に含めるだけでなく、固定接点との接触面側に凝集させることで、少ない磁性導電体量で、金属層を形成する場合に匹敵する電気抵抗値を得ることができる。
【００３６】
導通時間の測定：  実施例１で得た押釦スイッチ(1)と比較例１で得た押釦スイッチをそれぞれプリント基板(4)上に配置し、プリント基板(4)を所定の角度だけ傾けて、操作部(2)にかかる荷重が１０Ｎとなるまで、速度１０ｍｍ/ｍｉｎで操作部(2)を押圧した。そして、クリック感発生（荷重値が極小点となる時間）から固定接点(4a)に接触して導通するまでの時間を測定した。結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
2005183080.tif 000004
【００３８】
実施例１による押釦スイッチ(1)では、比較例１による押釦スイッチに比べて、斜め方向から押されてもクリック感発生から導通までの時間差が短かった。したがって、本発明の押釦スイッチ(1)では、接点部(7)が軟らかいため、斜め方向から押されても接点部(7)と固定接点(4a)との接触が十分確保できる。また、チャタリングの発生を避けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の押釦スイッチは、接点部の電気抵抗を低くすることができ、高電流が流れ、また、押圧してスイッチを入れた状態のまま使用することが多い、自動車のパワーウンドウ用の押釦スイッチなどとして用いる場合に特に好適である。そして、接点部中の磁性導電体が凝集しているため、この磁性導電体を熱伝導路として利用すれば、熱が発生しても放熱し易い押釦スイッチとすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の押釦スイッチの外観斜視図である。
【図２】図１のＳＡ−ＳＡ線断面図である。
【図３】接点部の拡大断面図である。
【図４】接点部の製造方法説明図である。
【図５】操作部の製造方法説明図である。
【図６】成形金型内で成形した状態を示す断面図である。
【図７】接点部の別の製造方法説明図である。
【図８】別の接点部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１，１１    押釦スイッチ
２    操作部
３    薄肉部
４    プリント基板
４ａ    固定接点（基板電極）
５    ベース部
６    本体部
７，１７    接点部
７ａ，１７ａ    接触面
７ｂ，１７ｂ    周側部
７ｃ，１７ｃ    中央部
８    磁性導電体
９    液状ポリマー
１２ａ，１２ｃ    磁性金属部
１３    成形金型
１３ａ    上側成形金型
１３ｂ    下側成形金型
１３ｃ    補助成形金型
１４    液状ポリマー
１５    ゴム状弾性体材料
【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】
2005183080.tif 000009
【図６】
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【図７】
2005183080.tif 000011
【図８】
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