(57)【要約】【課題】  基材の表面に線状の導体を所定の布線パターンに沿って布線して平面トランスや平面コイル等を精度よく能率的に製造したり、回路基板等に精度よく能率的に電気配線したり等し得る生産性の高い布線装置を提供する。【解決手段】  表面に接着層を有する基材Ａの表面に線状の導体Ｂを間欠的に点接触させながら貼付する布線ヘッド２と、これを基材Ａの表面に布線パターンに沿って水平方向に移動させる水平移動手段と、布線ヘッド２を基材Ａの表面に垂直方向に間欠的に往復移動させる垂直往復移動手段４とを備えた布線装置において、少なくとも布線ヘッド２及び垂直往復移動手段４がそれぞれ複数個配設され、少なくとも１個の布線ヘッド２を往復移動させる垂直往復移動手段４が他の布線ヘッド２を往復移動させる垂直往復移動手段４に対して、布線ヘッド２を異なるタイミングで往復移動させるように構成されている。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に接着層を有する基材の表面に線状の導体を間欠的に点接触させながら貼付する布線ヘッドと、布線ヘッドを基材の表面に導体の布線パターンに沿って水平方向に相対的に移動させる水平移動手段と、布線ヘッドを基材の表面に垂直方向に相対的、且つ、間欠的に往復移動させる垂直往復移動手段とを備えた布線装置において、少なくとも布線ヘッド及び垂直往復移動手段がそれぞれ複数個配設され、少なくとも１個の布線ヘッドを往復移動させる垂直往復移動手段が他の布線ヘッドを往復移動させる垂直往復移動手段に対して、布線ヘッドを異なるタイミングで往復移動させるように構成されていることを特徴とする布線装置。
【請求項２】
前記垂直往復移動手段が偏心カム機構からなり、少なくとも１個の垂直往復移動手段における偏心カム機構の偏心カムが、他の垂直往復移動手段における偏心カム機構の偏心カムに対して、異なる位相又は周波数で回転するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の布線装置。
【請求項３】
前記垂直往復移動手段がクランク機構からなり、少なくとも１個の垂直往復移動手段におけるクランク機構のクランクが、他の垂直往復移動手段におけるクランク機構のクランクに対して、異なる位相又は周波数で回転するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の布線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材の表面に線状の導体を所定の布線パターンに沿って布線して平面トランスや平面コイル等を精度よく能率的に製造したり、回路基板等に精度よく能率的に電気配線したり等し得る生産性の高い布線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近時、電子機器に搭載される各種部品の低背化が強く要求され、平面トランスや平面コイルとして実現するようになってきている。この種の平面トランスや平面コイル等を製造する布線装置としては、例えば、特許文献１に記載されているように、表面に接着層を有する基材の表面に線状の導体を間欠的に点接触させながら貼付する布線ヘッドと、布線ヘッドを基材の表面に導体の布線パターンに沿って水平方向に相対的に移動させる水平移動手段と、布線ヘッドを基材の表面に垂直方向に相対的、且つ、間欠的に往復移動させる垂直往復移動手段とを備えた布線装置が提案されている。そして、この布線装置の布線ヘッドを基材の表面に導体の布線パターンに沿って水平方向に相対的に移動させ、これと同期又は同期させずに、布線ヘッドを基材の表面に垂直方向に相対的に、且つ、間欠的に往復移動させることにより、布線ヘッドから繰り出された線状の導体を基材の表面に間欠的に点接触させながら布線パターンに沿って順次貼付して布線するようにしたものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２６９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような単一布線ヘッドを有する布線装置では、基材に線状の導体の布線パターンを形成するのに時間がかかり、平面トランスや平面コイル等を能率的に製造したり、回路基板等に能率よく電気配線したり等することができないという問題がある。
【０００５】
このような問題を解決するために、上記布線装置の布線ヘッドを複数個配設し、複数個の布線ヘッドを共通の垂直往復移動手段で垂直方向に同時に往復移動させ、各布線ヘッドからそれぞれ繰り出された線状の導体を基材の表面に間欠的に点接触させながら布線パターンに沿って順次貼付して同時に布線するように構成することも考えられる。
【０００６】
しかしながら、このような構成の布線装置では、複数個の布線ヘッドが同じタイミングで往復移動するので、それによって発生した振動がその波形の重なりの増加により強くなる。そのため、線状の導体を基材の表面に間欠的に点接触させながら布線パターンに沿って順次貼付して正しく布線しにくくなり、精度の高い布線パターンを形成することができない。従って、平面トランスや平面コイル等を精度よく製造したり、回路基板等に精度よく電気配線したり等することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は上記課題を解決し、基材の表面に線状の導体を所定の布線パターンに沿って布線して平面トランスや平面コイル等を精度よく能率的に製造したり、回路基板等に精度よく能率的に電気配線したり等し得る生産性の高い布線装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載された発明は、表面に接着層を有する基材の表面に線状の導体を間欠的に点接触させながら貼付する布線ヘッドと、布線ヘッドを基材の表面に導体の布線パターンに沿って水平方向に相対的に移動させる水平移動手段と、布線ヘッドを基材の表面に垂直方向に相対的、且つ、間欠的に往復移動させる垂直往復移動手段とを備えた布線装置において、少なくとも布線ヘッド及び垂直往復移動手段がそれぞれ複数個配設され、少なくとも１個の布線ヘッドを往復移動させる垂直往復移動手段が他の布線ヘッドを往復移動させる垂直往復移動手段に対して、布線ヘッドを異なるタイミングで往復移動させるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１記載の布線装置において、前記垂直往復移動手段が偏心カム機構からなり、少なくとも１個の垂直往復移動手段における偏心カム機構の偏心カムが、他の垂直往復移動手段における偏心カム機構の偏心カムに対して、異なる位相又は周波数で回転するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１記載の布線装置において、前記垂直往復移動手段がクランク機構からなり、少なくとも１個の垂直往復移動手段におけるクランク機構のクランクが、他の垂直往復移動手段におけるクランク機構のクランクに対して、異なる位相又は周波数で回転するように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１記載の布線装置によると、布線ヘッドが複数個配設され、少なくとも１個の布線ヘッドを他の布線ヘッドに対して異なるタイミングで往復移動させるようにしたので、これら布線ヘッドの往復移動によって発生した振動がその波形の重なりの減少により弱くなる。その結果、線状の導体を基材の表面に間欠的に点接触させながら布線パターンに沿って順次貼付して正しく布線し易くなり、精度の高い布線パターンを能率よく形成することができる。従って、平面トランスや平面コイル等を精度よく能率的に製造したり、回路基板等に精度よく能率的に電気配線したり等することができる。
【００１２】
本発明の請求項２記載の布線装置によると、前記垂直往復移動手段が偏心カム機構からなり、少なくとも１個の偏心カム機構の偏心カムが、他の偏心カム機構の偏心カムに対して、異なる位相又は周波数で回転するように構成されているので、精度の高い布線パターンを形成することができるほか、装置の構造が簡単で故障しにくく取り扱いが容易になる。
【００１３】
本発明の請求項３記載の布線装置によると、前記垂直往復移動手段がクランク機構からなり、少なくとも１個のクランク機構のクランクが、他のクランク機構のクランクに対して、異なる位相又は周波数で回転するように構成されているので、精度の高い布線パターンを形成することができるほか、装置の構造が簡単で故障しにくく取り扱いが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態を図面により説明する。図１は本発明に係る布線装置を平面コイルの製造に適用した場合の基本的構成を示す概要図、図２は布線ヘッドの水平移動手段への取り付け状態及び垂直往復移動手段の一例を示す概要図、図３は図１の布線装置を用いて、基材の表面に線状の導体を間欠的に点接触させながら貼付した状態を示す図、図４は複数個の布線ヘッドの配設状態を示す概要図である。
【００１５】
図１において、１は表面に接着層を有するリジッド又はフレキシブルな基材Ａを保持する保持機構としてのテーブルである。このテーブル（保持機構）１は、その上面に基材Ａを載置し、基材Ａ上への線状の導体Ｂによる平面コイルの形成に供する役割を担う。尚、テーブル１は基材Ａを載置して一定速度で搬送しながら平面コイルの形成に供するコンベア機構等として実現される場合もある。
【００１６】
基材Ａは、その表面に常温において一定の粘着力を有する熱硬化型ゴム系粘着層やシリコーン系粘着層等からなる接着層を設けた、例えばポリエステルやポリイミドをベースとするテープ状またはシート状の可撓性フィルム（所謂粘着テープ）であっても良く、或いは絶縁性基板等の表面に上述した接着層を形成したものであっても良い。また、常温にて粘性を有する接着層に代えて、後述する布線ヘッド２よる押圧力が加わったときに粘着性を呈する感圧型の接着層を用いることも可能である。更にはＵＶ（紫外線）硬化型の接着層を用い、平面コイル等の形成の後、ＵＶの照射により接着層を硬化させて、平面コイル等を該接着層に強固に埋め込むことも可能であり、また熱硬化型の接着剤を用いることも勿論可能である。
【００１７】
基材Ａを保持するテーブル１の側部には、布線ヘッド２を支持したＸＹテーブルからなる水平移動手段３が設けられている。布線ヘッド２は、平面コイルを形成する素材としての線状の導体Ｂを、そのノズル先端から繰り出しながら表面に接着層を有する前記基材Ａの表面に所定の布線パターンに沿って貼付していくことで平面コイルを形成する役割を担うものである。この布線ヘッド２は、後述するように、上記ノズル先端から繰り出される線状の導体を基材Ａの表面に間欠的に点接触させ得るように、垂直往復移動手段４により、基材Ａの表面に垂直方向に間欠的に往復移動（上下動）自在に設けられている。
【００１８】
水平移動手段３はこの布線ヘッド２を前記基材Ａの表面に所定の導体Ｂの布線パターンに沿って水平方向に、即ち、２次元的（平面的）に移動させるように支持している。この水平移動手段３による布線ヘッド２の平面移動は、マイクロプロセッサ等からなる制御部５の制御の下で前記布線ヘッド２の垂直方向の往復移動に関連して、予め設定された布線パターンに沿って布線ヘッド２を所定距離ずつ移動させることにより行われる。
【００１９】
前記布線ヘッド２は、例えば、図２に示すように、水平移動手段３に固定された支持アーム６にスラスト軸受７を介して垂直方向に移動自在に支持された軸部８を備え、この軸部８の下端部に導体Ｂを繰り出すノズル（布線ノズル）９を装着した構造を有する。
【００２０】
そして、前記軸部８の上端には、垂直往復移動手段４である偏心カム機構１０が設けられている。偏心カム機構１０は、モータ（図示せず）により所定の回転速度で回転駆動される偏心カム１１と、これを囲むように嵌合するカムフォロア１２とから構成されている。偏心カム１１は、図２に示すように、例えば、円板体が偏心して回転するものが用いられる。そして偏心カム１１の回転に伴うカムフォロア１２の往復移動により軸部８を介して布線ヘッド２のノズル９を往復移動させ、即ち、偏心カム１１の１回転により、布線ヘッド２のノズル９を上死点と下死点との間で１往復移動させ、そのノズル先端が基材Ａに間欠的に接触するように構成されている。尚、ノズル９（布線ヘッド２）の往復移動の幅は、例えば０.３ｍｍ径の導体Ｂを布線するような場合には、１〜２ｍｍ程度に設定される。またノズル９（布線ヘッド２）の往復移動の周期は、布線処理に要求される速度等の仕様にもよるが、例えば、５０Ｈｚ程度に設定される。
【００２１】
本布線装置を用いて線状の導体Ｂを布線する場合には、布線ヘッド２を水平移動手段３により予め設定された布線パターンに沿って水平方向に移動させながら、該布線ヘッド２を垂直往復移動手段４（偏心カム機構１０）により同期させずに所定の周期で間欠的に垂直方向（上下方向）に往復移動させて、基材Ａの表面に導体Ｂを布線しても良い。また、布線ヘッド２の水平方向の移動と、布線ヘッド２の垂直方向の往復移動とを互いに同期させながら布線を制御するようにしても良い。更に、布線パターンに応じて、予め布線ヘッド２の基材Ａに対する点接触点（導体Ｂの布設点）をプログラミングしておき、布線ヘッド２の水平移動に応じて該布線ヘッド２を往復移動させるようにしても良い。
【００２２】
そして、布線ヘッド２を垂直方向に往移動（下降）させ、そのノズル先端から繰り出された線状の導体Ｂを基材Ａの表面に瞬時的に点接触し、該導体Ｂを基材Ａの表面（接着層）にピンポイントで貼付する。その後、布線ヘッド２を復移動（上昇）させ、基材Ａの表面にピンポイントで貼付された導体Ｂを該布線ヘッド２の復移動（上昇）分だけノズル先端から繰り出す。そして、布線ヘッド２を再び往移動（下降）させて基材Ａの表面に点接触するまでの間、該布線ヘッド２の復移動（上昇）に伴って前記水平移動手段３を前記布線パターンにより定まる方向に所定量だけ移動する。
【００２３】
このような移動の後、前記布線ヘッド２から繰り出された線状の導体Ｂを再び基材Ａの表面に点接触し、その移動位置に導体Ｂをピンポイントで貼付し、前回ピンポイントで導体Ｂを貼付した位置との間に該導体Ｂを連続して貼付する。つまり布線ヘッド２の水平移動を伴う２回の往復移動によって該布線ヘッド２のノズル先端から繰り出された線状の導体Ｂを間欠的に点接触した基材Ａの表面（接着層）の２点間に該導体Ｂを貼付する。以降、このような布線ヘッド２の垂直往復移動手段４による間欠的な往復移動と、水平移動手段３による布線パターンに従う布線ヘッド２の水平移動とにより、導体Ｂのピンポイントによる貼付を順次繰り返し実行することにより、前記基材Ａの表面に線状の導体Ｂを所定の布線パターンに沿って順次貼付して行くことになる。
【００２４】
即ち、図３に模式的に示すように、布線ヘッド２を垂直方向に往復移動させると共に、例えば、この往復移動に同期させて該布線ヘッド２を布線パターンに沿って水平方向に移動させ、該布線ヘッド２を基材Ａの表面に図中Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・として示すように順次間欠的に点接触させることにより、恰もミシンで糸を縫い付けるように導体Ｂをピンポイント的に基材Ａの表面に布線パターンに沿って順次貼付して布線する。
【００２５】
尚、線状の導体Ｂは、ボビンＣに巻回されて供給され、テンショナー６ａやガイドシーブ６ｂ等を介して前記布線ヘッド２に連続的に供給される。またこの導体Ｂとしては、平面コイルの仕様や布線パターン等によっても異なるが、所謂裸銅線のみならず、銅線を合成樹脂により絶縁被覆したエナメル線（断面が円形または平角状のエナメル被覆銅線）や、複数本のエナメル線を撚り合わせたリッツ線等が適宜用いられる。
【００２６】
本発明の布線装置は、少なくとも布線ヘッド２及び垂直往復移動手段４がそれぞれ複数個配設され、少なくとも１個の布線ヘッド２を往復移動させる垂直往復移動手段４が他の布線ヘッド２を往復移動させる垂直往復移動手段４に対して、布線ヘッド２を異なるタイミングで往復移動させるように構成されていることを特徴としている。
【００２７】
本実施形態の布線装置では、例えば、図４に示すように、布線ヘッド２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ及び垂直往復移動手段４である偏心カム機構１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄがそれぞれ独立して４個、所定間隔をおいて基材Ａに対して並列して配設されている。そして、布線ヘッド２Ａを往復移動させる偏心カム機構１０Ａの偏心カム１１Ａはその頂部（偏心軸心との距離が最も離れた部位）が上位置にあるようにセットされる。また、布線ヘッド２Ｂを往復移動させる偏心カム機構１０Ｂの偏心カム１１Ｂは偏心カム１１Ａよりも時計方向に９０度回転して頂部が右位置にあるようにセットされる。また、布線ヘッド２Ｃを往復移動させる偏心カム機構１０Ｃの偏心カム１１Ｃは偏心カム１１Ｂよりも時計方向に９０度回転して頂部が下位置にあるようにセットされる。更に、布線ヘッド２Ｄを往復移動させる偏心カム機構１０Ｄの偏心カム１１Ｄは偏心カム１１Ｃよりも時計方向に９０度回転して頂部が左位置にあるようにセットされる。
【００２８】
そして、偏心カム機構１０Ａ乃至偏心カム機構１０Ｄの偏心カム１１Ａ乃至偏心カム１１Ｄを個々に備えた又は共通１個のモータ（図示せず）により、同一回転速度で同一方向に同期して回転させると、偏心カム１１Ａ乃至偏心カム１１Ｄがそれぞれ９０度ずつ異なる位相で回転する。従って、布線ヘッド２Ａ乃至布線ヘッド２Ｄをそれぞれ異なるタイミング（位相）で垂直方向に往復移動させて、前記したように、前記基材Ａの表面に４本の線状の導体Ｂを所定の布線パターンに沿って順次貼付して同時に布線していくことが可能になる。
【００２９】
尚、偏心カム機構１０Ａ乃至偏心カム機構１０Ｄの全部ではなく、いずれか１個又は２個の偏心カム機構の偏心カムを、他の３個又は２個の偏心カム機構の偏心カムに対して異なる位相で回転させ、いずれか１個又は２個の布線ヘッドを他の３個又は２個の布線ヘッドに対して異なるタイミング（位相）で垂直方向に往復移動させるようにしても良い。また、偏心カム機構１０Ａ乃至偏心カム機構１０Ｄの偏心カム１１Ａ乃至偏心カム１１Ｄのセット位置を同じにする代わりに、少なくとも１個の偏心カム機構の偏心カムを、他の偏心カム機構の偏心カムに対して、位相が異なるように同一方向に回転させて、少なくとも１個の布線ヘッドを他の布線ヘッドに対して異なるタイミング（位相）で往復移動させるようにしても良い。また、少なくとも１個の偏心カム機構の偏心カムを他の偏心カム機構の偏心カムに対して、同一方向に同一位相であるが、異なる回転速度で回転させ、少なくとも１個の布線ヘッドを他の布線ヘッドに対して異なるタイミング（周波数）で往復移動させるようにしても良い。更に偏心カム１１Ａ乃至偏心カム１１Ｄは外周輪郭が異形状（非円形状）で同軸に設けられるものでも良い。尚、水平移動手段３は布線ヘッド２及び垂直往復移動手段４と共に、複数個（図示例は４個）配設するようにしても良いが、同一布線パターンを複数同時に形成するような場合には、共通１個の水平移動手段３を配設するようにしても良い。線状の導体Ｂを供給するボビンＣ、テンショナー６ａ及びガイドシーブ６ｂ等は複数個の布線ヘッド２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ毎に設けることが望ましい。
【００３０】
本発明の布線装置によると、布線ヘッド２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが複数個配設され、少なくとも１個の布線ヘッドを他の布線ヘッドに対して異なるタイミング（位相又は周波数）で往復移動させるようにしたので、これら布線ヘッド２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの往復移動によって発生した振動がその波形の重なりの減少により弱くなる。その結果、線状の導体Ｂを基材Ａの表面に間欠的に点接触させながら布線パターンに沿って順次貼付して正しく布線し易くなり、精度の高い布線パターンを能率よく形成することができる。従って、平面トランスや平面コイル等を精度よく能率的に製造したり、回路基板等に精度よく能率的に電気配線したり等することができる。
【００３１】
また、前記垂直往復移動手段４が偏心カム機構１０Ａ乃至偏心カム機構１０Ｄからなり、少なくとも１個の偏心カム機構の偏心カムが、他の偏心カム機構の偏心カムに対して、異なる位相又は周波数で回転するように構成されていると、精度の高い布線パターンを形成することができるほか、装置の構造が簡単で故障しにくく取り扱いが容易になるので好ましい。
【００３２】
図５は垂直往復移動手段４の変形例であるクランク機構１３を示す概要図である。このクランク機構１３は、布線ヘッド２の軸部８の上端に設けられている。このクランク機構１３は、モータ（図示せず）により所定の回転速度で回転駆動されるクランク１４と、クランク１４の先端に回転自在に支持されたスライダ１５と、軸部８の上部に軸部８に対して垂直方向に固定され、スライダ１５に摺動自在に嵌合する溝を有するガイド枠１６とから構成されている。そして、クランク１４を所定の回転速度で回転駆動させることにより、スライダ１５をガイド枠１６に沿って水平方向（軸部８に対して垂直方向）に往復移動させ、このようなクランク１４の回転に伴うスライダ１５の往復移動により、ガイド枠１６及び軸部８を介して布線ヘッド２のノズル９を上下方向に往復移動させ、即ち、クランク１４の１回転により、布線ヘッド２のノズル９を上死点と下死点との間で１往復移動させ、そのノズル先端が基材Ａに間欠的に接触するように構成されている。従って、クランク機構１３におけるクランク１４は、前記偏心カム機構１０における偏心カム１１と機能が同じである。そこで、垂直往復移動手段４として、例えば、４個の偏心カム機構１０Ａ乃至偏心カム機構１０Ｄの代わりに４個のクランク機構１３を用いた場合についての説明は省略する。
【００３３】
前記垂直往復移動手段４がクランク機構１３からなり、少なくとも１個のクランク機構１３のクランク１４が、他のクランク機構１３のクランク１４に対して、異なる位相又は周波数で回転するように構成されていると、精度の高い布線パターンを形成することができるほか、装置の構造が簡単で故障しにくく取り扱いが容易になるので好ましい。
【００３４】
尚、上実施形態では、布線ヘッド２を基材Ａの表面に導体Ｂの布線パターンに沿って水平方向に移動させるようにしたが、基材Ａ側を水平移動するように構成することも可能である。この場合には、基材Ａを水平移動手段３の上に保持するようにすれば良い。また、布線ヘッド２を基材Ａの表面に垂直方向に往復移動させるようにしたが、基材Ａ側を往復移動させるようにしても良いことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る布線装置を平面コイルの製造に適用した場合の基本的構成を示す概要本発明に係る線材巻取装置の一実施形態を示す概要図である。
【図２】布線ヘッドの水平移動手段への取り付け状態及び垂直往復移動手段の一例を示す概要図である。
【図３】図１の布線装置を用いて、基材の表面に線状の導体を間欠的に点接触させながら貼付した状態を示す図である。
【図４】複数個の布線ヘッドの配設状態を示す概要図である。
【図５】図２の垂直往復移動手段の変形例を示す概要図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ      基材
Ｂ      導体
Ｃ      ボビン
１      テーブル
２      布線ヘッド
２Ａ    布線ヘッド
２Ｂ    布線ヘッド
２Ｃ    布線ヘッド
２Ｄ    布線ヘッド
３      水平移動手段
４      垂直往復移動手段
５      制御部
６      支持アーム
６ａ    テンショナー
６ｂ    ガイドシーブ
７      スラスト軸受
８      軸部
９      ノズル
１０    偏心カム機構
１０Ａ  偏心カム機構
１０Ｂ  偏心カム機構
１０Ｃ  偏心カム機構
１０Ｄ  偏心カム機構
１１    偏心カム
１１Ａ  偏心カム
１１Ｂ  偏心カム
１１Ｃ  偏心カム
１１Ｄ  偏心カム
１２    カムフォロア
１３    クランク機構
１４    クランク
１５    スライダ
１６    ガイド枠
【図１】
2007042752.tif 000003
【図２】
2007042752.tif 000004
【図３】
2007042752.tif 000005
【図４】
2007042752.tif 000006
【図５】
2007042752.tif 000007