(57)【要約】【課題】  第１の筐体と第２の筐体とがヒンジ部を介して開閉可能に連結されて成る構成において、専用の部品を設けることなく電池を充電する。【解決手段】  開示される折り畳み式携帯電話１は、筐体回動機構９と発電機１０との間の接続態様を切り替えるクラッチ機構２２と、筐体回動機構９の動作を制御するスイッチ１１とを備えるようにし、電池の容量が少なくなった場合には、スイッチ１１をオンして筐体回動機構９を発電機１０の方向に移動させることによりクラッチ機構２２を接続状態に切り替え、この状態で第１の筐体４に対して第２の筐体７を回動させる動作を繰り返して発生させた回転力を筐体回動機構９から発電機１０に伝達して発電機１０を動作させ、発生させた電圧で電池を充電する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部を有する第１の筐体と表示部を有する第２の筐体とがヒンジ部を介して開閉可能に連結されて成る折り畳み式電子機器であって、
前記第１の筐体に対して前記第２の筐体を回動させるための筐体回動機構と、
前記筐体回動機構と接続可能に設けられた回転電機と、
前記筐体回動機構と前記回転電機との間の接続態様を切り替えるクラッチ機構と、
前記筐体回動機構あるいは前記回転電機の動作を制御するスイッチと、
を備えることを特徴とする折り畳み式電子機器。
【請求項２】
前記スイッチをオンして前記筐体回動機構を前記回転電機の方向に移動させることにより前記クラッチ機構を接続状態に切り替え、この状態で前記第１の筐体に対して前記第２の筐体を回動させる動作を繰り返して発生させた回転力を前記筐体回動機構から前記回転電機に伝達して、該回転電機を発電機として動作させることを特徴とする請求項１記載の折り畳み式電子機器。
【請求項３】
前記筐体回動機構を移動させないで前記クラッチ機構が非接続状態になっているとき、前記スイッチをオンして前記回転電機を着信確認用バイブレータの駆動源として作用する電動機として動作させることを特徴とする請求項２記載の折り畳み式電子機器。
【請求項４】
前記筐体回動機構、前記回転電機及び前記クラッチ機構を、前記ヒンジ部の内部に配置したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の折り畳み式電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、折り畳み式電子機器に係り、詳しくは、電池を充電するための発電機能を備える折り畳み式電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば携帯電話のような携帯用電子機器（以下、単に電子機器とも称する）は、携帯性に富んでいる特長を生かして場所を問わずに使用できるようになっているが、電源としての電池容量に限りがあるので、電池を頻繁に充電、あるいは電池を交換しなければならないという制約がある。したがって、電池を購入できない場所での使用時や、海や山等における遭難時に緊急に連絡を取りたい際に、電池容量が少なくなった場合には連絡がとれないことになるので、人命に関わる重大な事態に結びつくおそれがある。
【０００３】
上述のような事態を回避するために、電池容量が少なくなった場合にはいつでも電池の充電ができるように発電器を備えるように構成した折り畳み式携帯電話機（第１の従来技術）が、例えば特許文献１に開示されている。同折り畳み式携帯電話機１０２は、図５に示すように、液晶表示装置が収容された第１のケース体１０６と、複数のキーボタンが配列された第２のケース体１０８を相互に開閉自在に連結しているヒンジ部１０４を備え、ヒンジ部１０４の軸部１１２には発電器１０９が連結されるとともに、第１のケース体１０６には発電器１０９が発生する電圧を電池１１０の充電に適合する電圧及び電圧極性に変換して電池１１０に供給する充電制御回路１２２を備えている。
このような構成によれば、電池１１０の容量が少なくなった場合には、使用者が第１及び第２のケース体１０６、１０８を手に取って何回か相互に搖動させて開閉することにより、ヒンジ部１０４を構成する軸部１１２及び軸受け部１２０が相対的に搖動するので、結果として発電器１０９により電圧が発生して、充電制御回路１２２により電池１１０が充電されるようになる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の折り畳み式携帯電話機では、本来の携帯電話機１０２を使用する目的以外にも、充電のために携帯電話機１０２を開閉動作させることになるので、ヒンジ部１０４の強度等の信頼性が低下する欠点があった。それゆえ、そのような欠点を改善するように構成した折り畳み型携帯通信機（携帯電話機）（第２の従来技術）が、例えば特許文献２に開示されている。同折り畳み型携帯通信機２００は、図６に示すように、上側筐体２０２と下側筐体（図示せず）とがヒンジ部（図示せず）を介して開閉自在に連結されている構成において、上側筐体２０２に内蔵されたプリント基板２２０は発電機能２２１と、変換器２２２とを備えている。そして、発電機能２２１は、図７に示すように、磁極を持った振り子２３１及びコイル２３２から構成されている。
このような構成によれば、使用者は上側筐体２０２を開いて通話を行い、その上側筐体２０２を開く動作で、発電機能２２１の磁極を持った振り子２３１がそれに伴って揺れるか、あるいは回転することで、コイル２３２を通過するときに励磁効果を形成して起電力を発生するので、この起電力は変換器２２２によって直流電流に変換されて電池が充電されるようになる。そして、上側筐体２０２に内蔵されたプリント基板２２０に発電機能２２１を備えることで、上側筐体２０２の開閉動作だけでなく、上側筐体２０２に対する搖動でも発電することができるので、電池の寿命を長くすることができ、この場合、上側筐体２０２の開閉動作だけでなく、上側筐体２０２に対する振動でも発電することが可能となるので、発電のためだけに上側筐体２０２の開閉動作を行う必要がないため、ヒンジ部の信頼性を向上させることができる。
【０００５】
また、操作部を有する主筐体と表示部を有する副筐体とがヒンジ部を介して開閉自在に連結されてなる構成において、ヒンジ部に過剰な負担をかけることなく、しかも専用のモータ（電動機）を必要とすることなく開閉操作を簡単に行うことができるように構成した折畳式携帯電話（第３の従来技術）が、例えば特許文献３に開示されている。同折畳式携帯電話は、主筐体に対して副筐体を回動させるための筐体回動機構をヒンジ部の周辺に設け、この筐体回動機構を着信確認用バイブレータの駆動源を兼ねるモータによって駆動するように構成するとともに、モータを着信確認の有無に関わりなく強制的に駆動するスイッチと、筐体回動機構の作動時に着信確認用バイブレータの機能を停止させるバイブレータ機能制限手段を備えている。
このような構成によれば、主筐体に対して副筐体を回動させるための筐体回動機構を、着信確認用バイブレータの駆動源を兼ねるモータによって駆動するように構成したので、ヒンジ部に過剰な負担をかけることなく、しかも筐体回動機構のための専用のモータを新たに必要とすることなく開閉操作を簡単に行うことができるようになる。
【特許文献１】特開２００１−５３８７２号公報
【特許文献２】特開２００３−１２５０２８号公報
【特許文献３】特開２００４−１５６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１〜３に開示されている従来の折り畳み式携帯電話では、いずれも以下に説明するような課題が存在している。
まず、特許文献１記載の第１の従来技術に係る折り畳み式携帯電話機１０２では、図５に示したように、電池１１０を充電制御回路１２２を介して充電するための発電器１０９を専用に設ける必要があるので、部品点数が増えるので部品コストが増大するだけでなく、発電器１０９を実装するためのスペースを確保しなければならないため、携帯電話機１０２の小型化に支障をきたすのが避けられなくなる。
【０００７】
次に、特許文献２記載の第２の従来技術に係る折り畳み型携帯通信機２００では、図６及び図７に示したように、上側筐体２０２に発電機能２２１と変換器２２２とを備えたプリント基板２２０を備える必要があり、発電機能２２１は磁極を持った振り子２３１及びコイル２３２から構成しなければならないので、振り子２３１及びコイル２３２等の部品が増え、またこれらの部品を実装するためのスペースを確保しなければならないので、第１の従来技術と同様に、部品コストが増大するだけでなく、携帯型通信機２００の小型化に支障をきたすのが避けられなくなる。
【０００８】
次に、特許文献３記載の第３の従来技術に係る折畳式携帯電話は、操作部を有する主筐体と表示部を有する副筐体がヒンジ部を介して開閉自在に連結されてなる構成において、ヒンジ部に過剰な負担をかけることなく、しかも専用のモータを必要とすることなく開閉操作を簡単に行うことを目的として構成されているが、この第３の従来技術では、電池容量が少なくなった場合に電池を充電する技術については全く考慮されていない。
【０００９】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、第１の筐体と第２の筐体とがヒンジ部を介して開閉可能に連結されて成る構成において、専用の部品を設けることなく電池を充電することができるようにした折り畳み式電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、操作部を有する第１の筐体と表示部を有する第２の筐体とがヒンジ部を介して開閉可能に連結されて成る折り畳み式電子機器に係り、上記第１の筐体に対して上記第２の筐体を回動させるための筐体回動機構と、上記筐体回動機構と接続可能に設けられた回転電機と、上記筐体回動機構と上記回転電機との間の接続態様を切り替えるクラッチ機構と、上記筐体回動機構あるいは上記回転電機の動作を制御するスイッチとを備えることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の折り畳み式電子機器に係り、上記スイッチをオンして上記筐体回動機構を上記回転電機の方向に移動させることにより上記クラッチ機構を接続状態に切り替え、この状態で上記第１の筐体に対して上記第２の筐体を回動させる動作を繰り返して発生させた回転力を上記筐体回動機構から上記回転電機に伝達して、該回転電機を発電機として動作させることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の折り畳み式電子機器に係り、上記筐体回動機構を移動させないで上記クラッチ機構が非接続状態になっているとき、上記スイッチをオンして上記回転電機を着信確認用バイブレータの駆動源として作用する電動機として動作させることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の折り畳み式電子機器に係り、上記筐体回動機構、上記回転電機及び上記クラッチ機構を、上記ヒンジ部の内部に配置したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の折り畳み式電子機器によれば、電池容量が少なくなった場合には、スイッチをオンして筐体回動機構を回転電機の方向に移動させることによりクラッチ機構を接続状態に切り替え、この状態で第１の筐体に対して第２の筐体を回動させる動作を繰り返して発生させた回転力を筐体回動機構から回転電機に伝達する。これによって、回転電機を発電機として動作させて、発生した電圧を電池に供給することで電池の充電を行う。ここで、回転電機は予め備えられている着信確認用バイブレータの駆動源として作用するモータを使用して、このモータの制御方法を変えて発電機として動作させる。したがって、第１の筐体と第２の筐体とがヒンジ部を介して開閉可能に連結されて成る折り畳み式電子機器において、専用の部品を設けることなく電池を充電することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
操作部を有する第１の筐体と表示部を有する第２の筐体とがヒンジ部を介して開閉可能に連結されて成る構成において、第１の筐体に対して第２の筐体を回動させるための筐体回動機構と、筐体回動機構と接続可能に設けられた回転電機と、筐体回動機構と回転電機との間の接続態様を切り替えるクラッチ機構と、筐体回動機構あるいは回転電機の動作を制御するスイッチとを備えている。
【実施例】
【００１６】
図１は、この発明の実施例である折り畳み式電子機器の構成を示す斜視図、図２は同折り畳み式電子機器のヒンジ部に発電機を取り付ける態様を示す斜視図、図３は同折り畳み式電子機器のヒンジ部を示す図で、（ａ）は発電機の非動作状態における断面図、（ｂ）は発電機の動作状態における断面図、図４は同折り畳み式電子機器のヒンジ部内の一対のカップリング手段を示す図で、（ａ）は発電機側カップリング手段と筐体回動機構側カップリング手段とが非接続状態における断面図、（ｂ）は発電機側カップリング手段と筐体回動機構側カップリング手段とが接続状態における断面図である。なお、この例では電子機器としては携帯電話に例をとって説明する。
この例の折り畳み式携帯電話１は、図１及び図２に示すように、テンキー等の複数の情報入力用キー２、マイク３等が配置された操作部を有する第１の筐体４と、文字情報又は画像情報を表示する液晶表示装置等から成る表示画面５、スピーカ６等が配置された表示部を有する第２の筐体７とが、ヒンジ部８を介して開閉可能に連結されている。また、第１の筐体４の内部には電源としての電池（図示せず）が装着されている。
【００１７】
ここで、ヒンジ部８は、第１の筐体４と一体に形成されている円筒状のヒンジ構成部材８ａ、８ｃ、８ｅと、第２の筐体７と一体に形成されている円筒状のヒンジ構成部材８ｂ、８ｄとが交互に配置されて構成されている。
【００１８】
また、ヒンジ部８の内部には、図２に示すように、第１の筐体４に対して第２の筐体７を回動させるための筐体回動機構９と、筐体回動機構９から回転力が伝達され電池を充電するための発電機１０と、第１の筐体４に対して第２の筐体７を回動させる際にトルク（回転力）を発生させるためのトルクヒンジユニット２１とが、ヒンジ部８の内部にヒンジ部８の中心軸に沿って設けられている。また、第１の筐体４の側面には筐体回動機構９の動作を制御するスイッチ１１が設けられている。
【００１９】
ここで、発電機１０は、予めヒンジ部８の内部に備えられている着信確認用バイブレータの駆動源として作用するモータを使用して、このモータの制御方法を変えて発電機として動作させる。すなわち、モータ及び発電機はともに回転電機として、円筒形の回転子の外側に固定子を配置した構成は同一であり、回転子に通電するように制御すればモータとして動作させることができ、回転子に回転力を与えるように制御すれば発電機として動作させることができる。これにより、特別に発電機である専用の部品を設ける必要はなくなる。
【００２０】
また、トルクヒンジユニット２１は、第１の筐体４に対して第２の筐体７を開閉する際のガタツキをなくして、適度に粘りのある操作感を実現するために設けられ、ヒンジ部８の内部に軸方向に圧入される。
【００２１】
次に、図３及び図４を参照して、ヒンジ部８の具体的構成について説明する。
ヒンジ部８の内部の図示左側位置に設けられた発電機１０は、図３（ａ）に示すように、第１の筐体４側のヒンジ構成部材８ａの内周面にその外周部が回転不可となるように固定されて装着されるとともに、発電機軸２０の先端にはクラッチ機構２２の一部を構成する発電機側カップリング手段１２が固着されている。
【００２２】
発電機側カップリング手段１２は、図４（ａ）に示すように、円柱体の発電機軸２０の先端部に嵌合クラッチを兼ねる半円弧状の偏心重錘１２ａが形成されている。この偏心重錘１２ａの重量によって発電機側カップリング手段１２単体での重心は、発電機軸２０及び発電機側カップリング手段１２の回転中心から径方向外側に寄った位置に偏心されている。
【００２３】
また、筐体回動機構９は、図３（ａ）に示すように、ギアケース１３と、ギアケース１３に内蔵された遊星歯車等の減速機構（図示せず）と、ギアケース１３からそれぞれ突出した入力軸１５及び出力軸１６とから構成されている。
【００２４】
筐体回動機構９のギアケース１３は、図３（ａ）に示すように、第１の筐体４側のヒンジ構成部材８ｃの内周面にスプライン嵌合するように装着されることにより、その外周部が回転不可となり、かつ軸方向に移動可能に構成されている。このギアケース１３は、可動鉄芯としての機能を有していてヒンジ構成部材８ｃの内周面に固着されたソレノイド１７との相互作用により、ソレノイド１７の励磁に伴って、発電機１０の方向に移動するように構成されている。ソレノイド１７に対する励磁あるいは非励磁は、前述したスイッチ１１のオン、オフにより行われる。なお、図３（ａ）は、スイッチ１１のオフに基づいてソレノイド１７の励磁を解除している状態を示しており、ギアケース１３はヒンジ構成部材８ｂ、８ｃの内周面に装着されたリターンスプリング１８の付勢力により図示右側方向の初期の位置に停止している。一方、図３（ｂ）は、スイッチ１１のオンに基づいてソレノイド１７を励磁している状態を示しており、ギアケース１３はヒンジ構成部材８ｂ、８ｃの内周面に装着されたリターンスプリング１８の付勢力に打ち勝って、リターンスプリング１８を圧縮させることにより図示左側に移動して、後述するようにクラッチ機構２２を接続状態に切り替えた例をを示している。
【００２５】
筐体回動機構９の入力軸１５の先端には、クラッチ機構２２の一部を構成する筐体回動機構側カップリング手段１９が固着されている。筐体回動機構側カップリング手段１９は、図４（ａ）に示すように、円柱体の入力軸１５の先端部に嵌合クラッチを兼ねる半円弧状の偏心重錘１９ａが形成されている。この偏心重錘１９ａの重量によって筐体回動機構側カップリング手段１９単体での重心は、入力軸１５及び筐体回動機構側カップリング手段１９の回転中心から径方向外側に寄った位置に偏心されている。上述の発電機側カップリング手段１２、ソレノイド１７、リターンスプリング１８及び筐体回動機構側カップリング手段１９によりクラッチ機構２２が構成される。なお、図４（ａ）は、発電機側カップリング手段１２の偏心重錘１２ａと筐体回動機構側カップリング手段１９の偏心重錘１９ａとを離間させて、クラッチ機構２２の接続態様が非接続状態となっている例を示している。一方、図４（ｂ）は、発電機側カップリング手段１２の偏心重錘１２ａと筐体回動機構側カップリング手段１９の偏心重錘１９ａとを嵌合させて、クラッチ機構２２の接続態様が接続状態となっている例を示している。
【００２６】
一方、筐体回動機構９の出力軸１６は、図３（ａ）に示すように、第２の筐体７側のヒンジ構成部材８ｄの内周面にスプライン嵌合するように装着されることにより、その外周部が回転不可となり、かつ軸方向に移動可能に構成されている。また、入力軸１５及び出力軸１６ともギアケース１３に対しては軸方向に移動不可であり、ソレノイド１７の励磁及び励磁解除操作に応じて、ギアケース１３と一体的に軸方向に移動可能に構成されている。
また、トルクヒンジユニット２１は、図３（ａ）に示すように、第１の筐体４側のヒンジ構成部材８ｅと第２の筐体７のヒンジ構成部材８ｄの内周面を跨ぐようにして、ヒンジ部８の内部に軸方向に圧入されて、筐体の開閉操作に際して所定の静止トルクを付与するように構成されている。
【００２７】
次に、この例の折り畳み式携帯電話１の動作について説明する。
（１）電池容量が十分に残っている通常使用時
この場合は、電池の充電が必要ないので、第１の筐体４のスイッチ１１をオフする。これにより、筐体回動機構９のソレノイド１７は励磁されないので、リターンスプリング１８によりギアケース１３が付勢されたままなので、筐体回動機構９は、図３（ａ）の初期の位置に停止したままとなる。よって、筐体回動機構９から発電機１０に回転力は伝達されないので、発電機１０は動作しない。
【００２８】
（２）電池容量が少なくなっている使用時
この場合は、緊急に電池を充電する必要があるので、スイッチ１１をオンする。これに基づいて、筐体回動機構９のソレノイド１７が励磁されるので、可動鉄芯としての機能を有しているギアケース１３とソレノイド１７との相互作用により、ギアケース１３は入力軸１５及び出力軸１６と一体的にリターンスプリング１８の付勢力に打ち勝つ力を受けるので、筐体回動機構９は、図３（ａ）の初期の位置から図３（ｂ）に示すように、発電機１０の方向に向かって移動する。
【００２９】
したがって、筐体回動機構９の入力軸１５の先端に固着されている筐体回動機構側カップリング手段１９が図示左側に移動して、図４（ｂ）に示すように、発電機側カップリング手段１２の偏心重錘１２ａと筐体回動機構側カップリング手段１９の偏心重錘１９ａとが嵌合するので、クラッチ機構２２の接続態様が接続状態に切り替えられる。そして、筐体回動機構９と発電機１０とがクラッチ機構２２を通じて接続された状態となる。
【００３０】
次に、このように筐体回動機構９と発電機１０とが接続された状態で、第１の筐体４に対して第２の筐体７を開閉（回動）させる動作を繰り返すことにより、筐体回動機構９からその開閉動作の繰り返しに伴って生じた回転力が、クラッチ機構２２を通じて発電機１０に伝達される。この結果、発電機１０が動作して電圧が発生するので、この電圧を電池に供給することで電池の充電を行う。
【００３１】
なお、この例の折り畳み式携帯電話１において、着信確認用バイブレータの駆動源として作用するモータを使用する場合には、発電機１０の動作をスイッチ１１により制御するように構成する。そして、筐体回動機構９を移動させないでクラッチ機構２２が非接続状態になっているとき、スイッチ１１をオンして発電機１０を着信確認用バイブレータの駆動源として作用するモータとして動作させる。
【００３２】
このように、この例の折り畳み式携帯電話１の構成によれば、第１の筐体４に対して第２の筐体７を回動させるための筐体回動機構９と、筐体回動機構９と接続可能に設けられた発電機１０と、筐体回動機構９と発電機１０との間の接続態様を切り替えるクラッチ機構２２と、筐体回動機構９の動作を制御するスイッチ１１とを備えるようにしたので、電池の容量が少なくなった場合には、スイッチ１１をオンして筐体回動機構９を発電機１０の方向に移動させることによりクラッチ機構２２を接続状態に切り替え、この状態で第１の筐体４に対して第２の筐体７を回動させる動作を繰り返して発生させた回転力を筐体回動機構９から発電機１０に伝達して発電機１０を動作させ、発生させた電圧で電池を充電することができる。この場合、発電機１０は予め備えられている着信確認用バイブレータの駆動源として作用するモータを使用して、このモータの制御方法を変えて発電機１０として動作させるので専用の部品は必要ないので、部品コストが増大することはない。また、発電機１０はヒンジ部８の内部に装着するので部品を実装するためのスペースを確保する必要がない。
したがって、第１の筐体と第２の筐体とがヒンジ部を介して開閉可能に連結されて成る構成において、専用の部品を設けることなく電池を充電することができる。
【００３３】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更な
どがあってもこの発明に含まれる。例えば、実施例では携帯電話に適用した例で説明したが、携帯電話に限らずに、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants:個人向け携帯型情報通信機器）、携帯用ＧＰＳ(Global Positioning System)等の携帯用の電子機器一般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の実施例である折り畳み式電子機器の構成を示す斜視図である。
【図２】同折り畳み式電子機器のヒンジ部に発電機を取り付ける態様を示す斜視図である。
【図３】同折り畳み式電子機器のヒンジ部を示す図で、（ａ）は発電機の非動作状態における断面図、（ｂ）は発電機の動作状態における断面図である。
【図４】同折り畳み式電子機器のヒンジ部内の一対のカップリング手段を示す図で、（ａ）は発電機側カップリング手段と筐体回動機構側カップリング手段とが非接続状態における断面図、（ｂ）は発電機側カップリング手段と筐体回動機構側カップリング手段とが接続状態における断面図である。
【図５】第１の従来技術による折り畳み式電子機器の構成を示す断面図である。
【図６】第２の従来技術による折り畳み式電子機器の構成を示す斜視図である。
【図７】同折り畳み式電子機器の主要部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    折り畳み式携帯電話（電子機器）
２    情報入力用キー
３    マイク
４    第１の筐体
５    表示画面
６    スピーカ
７    第２の筐体
８    ヒンジ部
８ａ〜８ｅ    ヒンジ構成部材
９    筐体回動機構
１０    発電機
１１    スイッチ
１２    発電機側カップリング手段
１２ａ、１９ａ    偏心重錘
１３    ギアケース
１５    入力軸
１６    手段軸
１７    ソレノイド
１８    リターンスプリング
１９    筐体回動機構側カップリング手段
２０    発電機軸
２１    トルクヒンジユニット
２２    クラッチ機構
【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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