(57)【要約】【課題】支障なく良好なピストンモーションを行うことができるスピーカを提供する。【解決手段】フレーム１１と、フレームに対し、振動し得るように取り付けられた振動板１２と、駆動力を付与して振動板を振動させる駆動手段１３とを備えたスピーカにおいて、振動板を、一端が支軸又は支点１４を介して揺動可能なように、フレームに固定するようにする。駆動手段は、フレームに固定された、所定の磁気ギャップを有する磁気回路と、振動板に固定され、付与される駆動信号に応じ、磁気ギャップにおいて受ける力により振動するボイスコイルとを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、
前記フレームに対し、振動し得るように取り付けられた振動板と、
駆動力を付与して前記振動板を振動させる駆動手段とを備えたスピーカにおいて、
前記振動板は一端が支軸又は支点を介して揺動可能に前記フレームに固定されていることを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記フレームに固定された、所定の磁気ギャップを有する磁気回路と、前記振動板に固定され、付与される駆動信号に応じ、前記磁気ギャップにおいて受ける力により振動するボイスコイルとを有することを特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
前記磁気回路を構成する部材は、前記ボイスコイルの移動軌跡に対応した形状を有することを特徴とする請求項２に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記駆動手段として、前記振動板を複数箇所において駆動する複数のものを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項５】
前記振動板は、その強度を向上させるための、補強リブ、湾曲部、又は凹状部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項６】
前記支軸又は支点として、ヒンジ又は柔軟性のある材料で構成したものを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項７】
前記振動板のフレームに対する取付けは、前記支軸又は支点からの距離が大きい振動板部分ほど大きな振幅で振動し得るように行われていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項８】
前記振動板の形状は三角形であり、前記支軸又は支点はその三角形の１つの頂点に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項９】
前記振動板の背面側に、複数の通気孔を設けたエンクロージャを備え、前記振動板上の位置に応じて、対向する前記通気孔の密度又は開口面積が変化しており、これにより、前記振動板の背圧が制御されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項１０】
前記振動板上の所定の開口部分にツィータユニットを設けたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項１１】
一端をスピーカのフレームに固定する支軸又は支点を具備することを特徴とするスピーカの振動板。
【請求項１２】
前記支軸又は支点は、ヒンジ又は柔軟性を有する材料により構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のスピーカの振動板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号を、振動板を介して音波信号に変換するスピーカ、及びその振動板に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２は従来例に係る薄型のダイナミック型スピーカを示す。同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡＡ線断面図、そして同図（ｃ）は背面図である。同図に示すようにこのスピーカは、フレーム１２１、フレーム１２１に固定され、回路中に磁気ギャップを有する磁気回路１２２、フレーム１２１に対しエッジ１２３を介して振動可能に取り付けられた振動板１２４、振動板１２４のほぼ中央に設けられたボビン１２５を備える。ボビン１２５には、ボイスコイル１２６が固定されている。このスピーカでは、従来のコーン型振動板に代えて平板型の振動板１２４を採用することにより、薄型化が図られている。
【０００３】
図１３は磁気回路１２２部分を拡大して示す断面図である。同図に示すように、磁気回路１２２はフレーム１２１に背面側が固定された円盤状のヨーク１３１、ヨーク１３１の正面側に固定された環状のマグネット１３２、及びマグネット１３２の正面側に固定された環状のトッププレート１３３を有する。ヨーク１３１は中央正面側に円柱状のポールピース部１３４を有する。トッププレート１３３の内周とポールピース部１３４の外周との間で、磁気ギャップ１３５が形成される。ボビン１２５及びトッププレート１３３間はダンパ１３６により接続されている。ボイスコイル１２６は磁気ギャップ１３５間に位置する。
【０００４】
ボイスコイル１２６は、音声信号に基づく駆動信号が供給されると、磁気ギャップ１３５間の磁場との相互作用による力を受けて振動する。この振動が振動板１２４を経て空気に伝わり、音波となる。その際、振動板１２４が一様に移動するピストンモーションを行う周波数帯域が存在する。
【０００５】
図１４は従来例に係る他のダイナミック型スピーカを示す。このスピーカでは、フレーム１４１上にクッション１４２を介して平板状の振動板１４３が取り付けられている。そして、加振器１４４を直接振動板１４２に貼り付けて、振動板１４３の振動モードをコントロールするようにしている。これにより、さらに薄型化が図られている。
【０００６】
ダイナミック型スピーカとしては、その他、薄型や平板状の振動板に複数のボイスコイルを設け、振動板を全面的に駆動するようにしたもの等も知られている（たとえば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００１−５４１９２号公報
【特許文献２】特許第２５５８６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図１２及び図１３の従来技術によれば、エッジ１２３が柔軟性を有するので、ボビン１２５を含む振動系の位置が、振動系自身の重さによって、ボビン１２５の駆動方向と直交する方向、すなわち振動板１２４の板面に沿った方向に対してわずかに下降したり、作動時に板面方向への横揺れを生じたりする場合がある。このため、ボイスコイル１２６がトッププレート１３３やポールピース部１３４に接触して異音を発生する、いわゆるボイスコイル当りを発生するおそれがある。
【０００８】
一方、図１４の従来技術によれば、加振器１４４が振動板１４３に固定されているのでボイスコイル当りは生じない。しかし、加振器１４４が振動板１４３とともに振動するため、振動板１４３が明確にピストンモーションを行う帯域を得ることが困難である。このため、低域の再生能力が劣化するおそれがある。
【０００９】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、支障なく良好なピストンモーションを行うことができるスピーカを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係るスピーカは、フレームと、フレームに対し、振動し得るように取り付けられた振動板と、駆動力を付与して振動板を振動させる駆動手段とを備えたスピーカにおいて、振動板は一端が支軸又は支点を介して揺動可能にフレームに固定されていることを特徴とする。
【００１１】
ここで、スピーカとしては、たとえばダイナミック型スピーカが該当する。フレームとしては、たとえば台座やエンクロージャが該当する。駆動手段としては、たとえば、フレームに固定された磁気回路と、振動板に固定されたボイスコイルとを有するものが該当する。支軸又は支点としては、たとえば回転軸やヒンジが該当する。支軸又は支点は、１つのみに限らず、一直線上の複数箇所に配置されたものであってもよい。振動板が支軸又は支点を介してフレームに固定されているということは、振動板は支軸又は支点を中心とする回転方に対しては移動することはできるが、その他の方向に対しては移動できないことを意味する。
【００１２】
この構成において、音声信号に基づく駆動信号が駆動手段に印加されると、駆動手段は振動板に駆動力を付与する。これにより、振動板は振動し、その振動を空気に伝える。これにより、音声信号が音波信号に変換される。その際に駆動手段がピストンモーションを振動板に付与しようとするとき、振動板は、一端が支軸又は支点を介してフレームに固定されているので、支軸又は支点を中心とする揺動運動を行うような感じで振動する。つまり、他の回転方向や併進方向へは変位することがない。したがって、振動板が重力によりその板面方向に沿って下がることや、板面方向に沿って揺れ動くことはない。このため、駆動手段が、フレームに固定された磁気回路と、振動板に固定されたボイスコイルとを有するものである場合には、ボイスコイル当りを発生することなく、良好なピストンモーションを行うことができる。
【００１３】
第２の発明に係るスピーカは、第１発明において、駆動手段は、フレームに固定された、所定の磁気ギャップを有する磁気回路と、振動板に固定され、付与される駆動信号に応じ、磁気ギャップにおいて受ける力により振動するボイスコイルとを有することを特徴とする。
【００１４】
第３の発明に係るスピーカは、第２発明において、磁気回路を構成する部材は、ボイスコイルの移動軌跡に対応した形状を有することを特徴とする。
【００１５】
第４の発明に係るスピーカは、第１〜第３のいずれかの発明において、駆動手段として、振動板を複数箇所において駆動する複数のものを有することを特徴とする。
【００１６】
第５の発明に係るスピーカは、第１〜第４のいずれかの発明において、振動板は、その強度を向上させるための、補強リブ、湾曲部、又は凹状部を有することを特徴とする。
【００１７】
第６の発明に係るスピーカは、第１〜第５のいずれかの発明において、前記支軸又は支点として、ヒンジ又は柔軟性のある材料で構成したものを有することを特徴とする。
【００１８】
第７の発明に係るスピーカは、第１〜第６のいずれかの発明において、振動板のフレームに対する取付けは、支軸又は支点からの距離が大きい振動板部分ほど大きな振幅で振動し得るように行われていることを特徴とする。
【００１９】
第８の発明に係るスピーカは、第１〜第７のいずれかの発明において、振動板の形状は三角形であり、支軸又は支点はその三角形の１つの頂点に対応する位置に設けられていることを特徴とする。
【００２０】
第９の発明に係るスピーカは、第１〜第８のいずれかの発明において、振動板の背面側に、複数の通気孔を設けたエンクロージャを備え、振動板上の位置に応じて、対向する通気孔の密度又は開口面積が変化しており、これにより振動板の背圧が制御されていることを特徴とする。
【００２１】
第１０の発明に係るスピーカは、第１〜第９のいずれかの発明において、振動板上の所定の開口部分にツィータユニットを設けたことを特徴とする。
【００２２】
第１１の発明に係るスピーカの振動板は、一端をスピーカのフレームに固定する支軸又は支点を具備することを特徴とする。
【００２３】
そして、第１２の発明に係るスピーカの振動板は、第１１発明において、支軸又は支点は、ヒンジ又は柔軟性を有する材料により構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、振動板が板面方向に対して重力により変位するのを防止することができる。また、振動板の板面方向への揺れを防止することができる。またこれにより、駆動手段が、フレームに固定された磁気回路と、振動板に固定されたボイスコイルとを有するタイプの場合におけるボイスコイル当りを防止することができる。また、駆動手段を振動板の中央に配置する必要がなくなるので、フレームの構造体としての比強度を容易に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明の第１の実施形態に係る薄型のダイナミック型スピーカを示す。同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡＡ線断面図、そして、同図（ｃ）は背面図である。同図に示すようにこのスピーカは、矩形のフレーム１１、フレーム１１に対し、振動し得るように取り付けられた矩形の振動板１２、駆動力を付与して振動板１２を振動させるドライバユニット１３を備える。ドライバユニット１３は、振動板１２における左右方向中央のやや下側に設けられている。重力は下方向へ働いている。
【００２６】
振動板１２の一端である上辺は、ヒンジ１４を介してフレーム１１に固定されている。ヒンジ１４は、フレーム１１の上辺の中央及び両端に設けられている。振動板１２の他の３辺は、エッジ１５を介してフレーム１１の対応する３辺に接続されている。エッジ１５は振動板１２を支持するサスペンションとして機能する。つまり、振動板１２はフレーム１１に固定されたヒンジ１４の周りに揺動する感じで振動し得るようにフレーム１１に対して取り付けられている。
【００２７】
図２は図１のスピーカが駆動する様子を示す断面図である。同図に示すようにドライバユニット１３は、フレーム１１に固定され、途中に磁気ギャップを有する磁気回路２１、及び振動板１２に固定されたボビン２２を備える。ボビン２２にはボイスコイル２３が設けられている。磁気回路２１はフレーム１１に背面側が固定された円盤状のヨーク２４、ヨーク２４の正面側に固定された環状のマグネット２５、マグネット２５の正面側に固定された環状のトッププレート２６により構成される。ヨーク２４は中央正面側に円筒状のポールピース部２７を有する。トッププレート２６の内周とポールピース部２７の外周との間で、磁気ギャップ２８が形成されている。ボイスコイル２３は磁気ギャップ２８間に位置する。ボビン２２及びトッププレート２６間はダンパ２９により接続されている。
【００２８】
ボイスコイル２３に対して音声信号に基づく駆動信号が印加されると、ボイスコイル２３は、磁気ギャップ２８間の磁場との相互作用により振動する。この振動が振動板１２に伝わり、さらに空気に伝わって音波となる。その際、所定の周波数帯域において、振動板１２はピストンモーションを行う。つまり、図２に示すように、ボイスコイル２３は磁気ギャップ２８内をポールピース部２７に沿って大きな振幅で振動する。
【００２９】
このとき、振動板１２の一辺はヒンジ１４によって併進方向の運動が制限されているので、振動板１２全体は、ヒンジ１４を中心として揺動するような感じで振動する。すなわち振動板１２は板面に沿った方向に揺れたり、振動系の自重によって下方へ変位したりすることはない。したがって、ボイスコイル２３がポールピース部２７やトッププレート２６に対して接触するボイスコイル当りが発生することはない。
【００３０】
本実施形態によれば、振動板１２の一端を、ヒンジ１４によってフレーム１１に固定するようにしたため、ヒンジ１４を介して振動系が静的に支持されるとともに、駆動時にはヒンジ１４が振動板１２の運動における明確な支点として作用する。つまり、支点と、駆動力が作用する力点とが明確に分離した構造となる。これにより、ボイスコイル当りを発生させることなく、低域での明確なピストンモーションを得ることができる。また、ドライバユニット１３を振動板１２の中央に配置する必要がなくなるので、フレーム１１の構造体としての比強度を容易に向上させることができる。したがって、スピーカの薄型化やコストダウンを図ることができる。
【００３１】
図３は本発明の第２の実施形態に係るダイナミック型スピーカを示す。同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡＡ線断面図、そして、同図（ｃ）は背面図である。第１実施形態との相違点は、フレーム１１の代わりにエンクロージャ３１を備え、これに多数の通気孔３２を設けたことにある。そして、振動板１２の位置に応じて、対向する通気孔３２の密度が変化しており、これにより振動板１２の背圧を制御している。通気孔３２の密度はヒンジ１４側の方では低くなっている。これにより、特定の周波数で振動板１２の各部が一様な振動をしなくなる現象である分割振動の発生を制御するようにしている。他の点については第１実施形態の場合と同様である。
【００３２】
図４は本発明の第３の実施形態に係るダイナミック型スピーカを示す。同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡＡ線断面図、そして同図（ｃ）は背面図である。第１実施形態との相違点は、振動板１２の強度を向上させるための、補強リブ４１を設けたことにある。補強リブ４１は、振動板１２の背面側において、ドライバユニット１３を中心とする放射状に設けられている。これによれば、振動板１２の強度を向上させることができる。他の点については第１実施形態の場合と同様である。
【００３３】
図５は本発明の第４の実施形態に係るダイナミック型スピーカを示す。同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡＡ線断面図、そして、同図（ｃ）は背面図である。第１実施形態との相違点は、振動板１２の代わりに、湾曲した振動板５１を採用したことにある。振動板５１はボビン２２が固定された部分の近傍が最も前方に位置するように湾曲している。また、これに伴い、エッジ及びフレームとして、振動板５１の湾曲に適合したエッジ５２及びフレーム５３を採用している。これによれば、振動板５１の強度を向上させることができる。他の点については第１実施形態の場合と同様である。
【００３４】
図６は本発明の第５の実施形態に係るダイナミック型スピーカを示す。同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡＡ線断面図、そして、同図（ｃ）は背面図である。第１実施形態との相違点は、振動板１２の代わりに、凹形状の振動板６１を採用したことにある。振動板６１は、ボビン２２が固定された部分から四隅へ向かって折り目６２が形成されており、正面から見てボビン２２部分が凹んだ形状を有している。これにより、振動板６１の強度が高められている。他の点については第１実施形態の場合と同様である。
【００３５】
図７は本発明の第６の実施形態に係るダイナミック型スピーカを示す。同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡＡ線断面図、そして、同図（ｃ）は背面図である。第１実施形態との相違点は、ドライバユニットとして、振動板１２を２箇所において駆動する２つのドライバユニット７１を採用したことにある。これに伴い、フレーム１１の代わりに各ドライバユニット７１の磁気回路を固定することができるフレーム７２が用いられる。各ドライバユニット７１は、振動板１２の上下方向中心よりも下方の、同一高さに配置される。他の点については第１実施形態の場合と同様である。
【００３６】
図８は本発明の第７の実施形態に係るダイナミック型スピーカを示す。同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡＡ線断面図、そして、同図（ｃ）は背面図である。第１実施形態との相違点は、振動板として上端側に開口を有する振動板８１を採用し、この開口部分に高音用のツィータユニット８２を組み込んだことにある。振動板８１とツィータユニット８２の外周との間は、エッジ８３により接続される。これに伴い、図１におけるフレーム１１の代わりに、ツィータユニット８２を背面側から支持するフレーム８４が用いられる。他の点については第１実施形態の場合と同様である。
【００３７】
図９は本発明の第８の実施形態に係るダイナミック型スピーカを示す。同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡＡ線断面図、そして、同図（ｃ）は背面図である。第１実施形態との相違点は、振動板１１の代わりに三角形状の振動板９１を採用したことにある。振動板９１の下端はその三角形状の底辺を構成し、上端は該底辺に対向する頂点を構成している。これに伴い、フレーム及びエッジとしても三角形状のフレーム９２及びエッジ９３が用いられる。また、ヒンジとしては、フレーム９２の頂点部分に固定された１つのヒンジ９４を用いる。つまり、振動板９１はヒンジ９４のほぼ一点を支点として揺動するようにして振動する。
【００３８】
また、振動板のフレームに対する取付けは、前記支軸又は支点からの距離が大きい振動板部分ほど大きな振幅で振動し得るように行われている。つまり、エッジ９３の幅は、ヒンジ９４からの距離が遠くなるほど、広くなっている。他の点については第１実施形態の場合と同様である。
【００３９】
図１１は本発明の第９の実施形態に係るダイナミック型スピーカのドライバユニット部分を示す断面図であり、図１０は図１の第１の実施形態におけるドライバユニット１３の部分を示す断面図である。本実施形態におけるドライバユニット１１１は、ポールピース及びトッププレートの形状のみが、第１実施形態におけるドライバユニット１３の場合と異なる。他の点については、第１実施形態の場合と同様である。
【００４０】
すなわち、第１実施形態のドライバユニット１３においては、図１０に示すように、振動板１２がピストンモーションを行うとき、ボイスコイル２３の運動軌跡は円弧を描くので、ボイスコイル２３がポールピース２７やトッププレート２６と接触しやすい場合がある。そこで図１１の本実施形態の磁気回路１１２においては、第１実施形態におけるポールピース部２７及びトッププレート２６に代えて、ボイスコイル２３の移動軌跡に対応した形状を有するポールピース部１１３及びトッププレート１１４を採用している。
【００４１】
ポールピース部１１３及びトッププレート１１４の形状としては、たとえば側面の形状をボイスコイル２３の軌跡に沿った円弧形状としたり、ボイスコイル２３と接触しやすい角部分を丸めた形状としたりすることが考えられる。これによれば、ポールピース部１１３及びトッププレート１１４とボイスコイル２３との接触をより完全に回避することができる。
【００４２】
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。たとえば上述においては、振動板の端部をフレームに固定するためにヒンジ１４やヒンジ９４を用いているが、この代わりに、柔軟性のあるゴム等の材料を用いて振動板の端部をフレームに固定するようにしてもよい。この場合、ゴム等の材料がヒンジ１４やヒンジ９４の場合と同様に、支軸又は支点として機能する。
【００４３】
また、上述においては、振動板を振動させる手段として、フレームに設けた磁気回路と、振動板に固定したボイスコイルとを有するものを用いるようにしているが、この代わりに、振動板に直接加振器を張り付けて振動板を振動させるものを用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るダイナミック型スピーカを示す正面図、断面図及び背面図である。
【図２】図１のスピーカが駆動する様子を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るダイナミック型スピーカを示す正面図、断面図及び背面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るダイナミック型スピーカを示す正面図、断面図及び背面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係るダイナミック型スピーカを示す正面図、断面図及び背面図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係るダイナミック型スピーカを示す正面図、断面図及び背面図である。
【図７】本発明の第６の実施形態に係るダイナミック型スピーカを示す正面図、断面図及び背面図である。
【図８】本発明の第７の実施形態に係るダイナミック型スピーカを示す正面図、断面図及び背面図である。
【図９】本発明の第８の実施形態に係るダイナミック型スピーカを示す正面図、断面図及び背面図である。
【図１０】図１のスピーカのドライバユニット部分を示す断面図である。
【図１１】本発明の第９の実施形態に係るダイナミック型スピーカのドライバユニット部分を示す断面図である。
【図１２】従来例に係る薄型のダイナミック型スピーカを示す正面図、断面図及び背面図である。
【図１３】図１２のスピーカの磁気回路部分を拡大して示す断面図である。
【図１４】従来例に係る他のダイナミック型スピーカを示す正面図、断面図及び背面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１１，５３，７２，８４，９２，１２１，１４１：フレーム、１２，５１，６１，８１，９１，１２４，１４３：振動板、１３，７１，１１１：ドライバユニット、１４，９４：ヒンジ、１５，５２，８３，９３，１２３：エッジ、２１，１１２，１２２：磁気回路、２２，１２５：ボビン、２３，１２６：ボイスコイル、２４，１３１：ヨーク、２５，１３２：マグネット、２６，１１４，１３３：トッププレート、２７，１１３，１３４：ポールピース部、２８，１３５：磁気ギャップ、２９，１３６：ダンパ、３１：エンクロージャ、３２：通気孔、４１：リブ、６２：折り目、８２：ツィータ、１４２：クッション、１４４：加振器。
【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】
2005311951.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005311951.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005311951.tif 000011
【図１０】
2005311951.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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