(57)【要約】【課題】管楽器のマウスピースを着脱することで小型化すると共に、マウスピースを着脱可能としても管楽器から好適な音色を発することができる演奏用アクチュエータを提供する。【解決手段】本発明の演奏用アクチュエータ１０は、メンブレンフィルム１２と、メンブレンフィルム１２を振動させる振動装置２０と、メンブレンフィルム１２に対して面接触した状態でメンブレンフィルム１２に対する相対的な位置が固定されたホルダー３０とを備えている。ホルダー３０は、マウスピース５２が着脱自在に取り付けられる取付穴３４と、メンブレンフィルム１２との接触面と取付穴３４とを連通する連通孔３２とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管楽器のマウスピースを着脱自在に接続して、その管楽器を演奏するための演奏用アクチュエータであり、
可撓性の膜と、
その膜を振動させる振動装置と、
マウスピースが着脱自在に取り付けられる取付穴を有するホルダーと、を備えており、
ホルダーは、膜に対して面接触した状態で膜に対する相対的な位置が固定されると共に、取付穴と膜との接触面を連通する連通孔をさらに有していることを特徴とする管楽器演奏用アクチュエータ。
【請求項２】
ホルダーの取付穴にマウスピースが取付けられたときに、ホルダーの連通孔の内壁とマウスピースの内壁とによってカップ部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の演奏用アクチュエータ。
【請求項３】
ホルダーの連通孔の内壁によってカップ部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の演奏用アクチュエータ。
【請求項４】
ホルダーは、マウスピースを取付穴に保持する保持機構を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の演奏用アクチュエータ。
【請求項５】
振動装置が内磁型磁気回路を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の演奏用アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管楽器を演奏する演奏用アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
管楽器を演奏する演奏用アクチュエータとして、特許文献１の演奏用アクチュエータが知られている。この演奏用アクチュエータは、可撓性の膜と、その膜を振動させる振動装置とを有している。演奏用アクチュエータを用いて管楽器を演奏するには、演奏用アクチュエータの可撓性の膜と管楽器のマウスピースを接触させ、振動装置によって可撓性の膜を振動させると同時に、演奏用アクチュエータに加圧した空気を供給する。演奏用アクチュエータに供給された空気は、マウスピースと可撓性の膜との接面に入り込んで通り抜け、マウスピース内へ流入する。マウスピース内へ流入した空気は、管楽器内を通って外部に放出される。その際、可撓性の膜が振動しているので、演奏用アクチュエータから管楽器内に供給される空気の圧力が、可撓性の膜の周波数と略同じ周波数で変動する。すると、管楽器から好適な音色が発される。
上述のように、演奏用アクチュエータでは、マウスピースと接触する可撓性の膜を振動させることで、管楽器へ流入する空気の圧力を変動させて管楽器から音色を発生させる。このため、マウスピースと可撓性の膜とが適切な状態で面接触していないと、管楽器から好適な音色を発することができない。例えば、マウスピースと可撓性の膜とが０．１ｍｍ程度の位置ずれを起こしただけでも、管楽器から発せられる音色が変化してしまう。従って、特許文献１の演奏用アクチュエータでは、マウスピースが可撓性の膜に対して適切な状態で面接触するように調整される。そして、マウスピースは、可撓性の膜に対して位置ずれをおこさないように、ボルトにより演奏用アクチュエータに固定されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５８４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１の演奏用アクチュエータは、演奏用アクチュエータにマウスピースが固定されて一体化されているため、装置全体が大型化するという問題がある。演奏用アクチュエータが大型化すると、演奏用アクチュエータを他の装置（ロボット等）に搭載する場合に、その搭載性を悪化させてしまう。
かかる問題を解決するために、演奏用アクチュエータに対してマウスピースを着脱自在とすることも考えられる。しかしながら、単に演奏用アクチュエータに対しマウスピースを着脱自在としただけでは、マウスピースを演奏用アクチュエータに対して着脱する毎にマウスピースと可撓性の膜との位置ずれが生じ、両者を適切な状態で面接触させることが難しく、管楽器から好適な音色を発することができない。
【０００５】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、演奏用アクチュエータとマウスピースを着脱自在とすることで小型化すると共に、演奏用アクチュエータとマウスピースを着脱自在としても管楽器から好適な音色を発することができる演奏用アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の演奏用アクチュエータは、可撓性の膜と、その膜を振動させる振動装置と、マウスピースが着脱自在に取り付けられる取付穴を有するホルダーとを備えている。そして、ホルダーが、膜に対して面接触した状態で膜に対する相対的な位置が固定されると共に、取付穴と膜との接触面を連通する連通孔をさらに有していることを特徴とする。
この演奏用アクチュエータでは、可撓性の膜とマウスピースの間にホルダーを配し、ホルダーに対してマウスピースが着脱自在とされている。ホルダーは、膜に対して面接触した状態で膜に対する相対的な位置が固定されているため、ホルダーに対してマウスピースを着脱しても、ホルダーと可撓性の膜との接触状態は変化しない。一方、ホルダーとマウスピースとの接触状態が管楽器の音色に与える影響は小さい。従って、本発明の演奏用アクチュエータは、管楽器を着脱自在とすることで小型化でき、かつ、管楽器から好適な音色を発することができる。
【０００７】
上述の演奏用アクチュエータは、ホルダーの取付穴にマウスピースが取付けられたときに、ホルダーの連通孔の内壁とマウスピースの内壁とによってカップ部が形成される構成としても良い。ホルダーにカップ部の一部を形成することで、管楽器から安定して好適な音色を発することができる。
あるいは、ホルダーの連通孔の内壁によってカップ部が形成されている構成としても良い。このような構成によっても、管楽器から安定して好適な音色を発することができる。
【０００８】
上述の演奏用アクチュエータは、マウスピースを取付穴に保持する保持機構を有していることが好ましい。
このような構成では、取付穴に取り付けられたマウスピースが保持機構によって保持される。従って、演奏用アクチュエータに外部から振動等が加わっても、ホルダーに対してマウスピースが大きくずれることが防止される。このため、演奏中にマウスピースとホルダーとの間に隙間が生じることが防止され、安定して管楽器から好適な音色を発することができる。
【０００９】
また、上述の演奏用アクチュエータは、振動装置が内磁型磁気回路を有していることが好ましい。このような構成によれば、演奏用アクチュエータをより小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
下記に詳細に説明する実施例の主要な特徴を最初に列記する。
（形態１）演奏用アクチュエータは、トランペットのマウスピースが着脱自在に接続される。演奏用アクチュエータは、メンブレンフィルムと、メンブレンフィルムを振動させる振動装置と、膜に対して面接触した状態で膜に対する相対的な位置が固定されたホルダーとを備えている。ホルダーは、マウスピースが着脱自在に取り付けられる取付穴と、膜との接触面と取付穴とを連通する連通孔とを備えている。
（形態２）演奏用アクチュエータは、人型ロボットの口部に搭載されている。
（形態３）ホルダーは、マウスピースを取付穴に保持するボールプランジャを有している。
（形態４）マウスピースの外周面には溝が形成されている。溝はマウスピースの外周面を一巡している。マウスピースをホルダーに取付けると、マウスピースの溝にボールプランジャの先端が係合する。
（形態５）振動装置は、コイルと、永久磁石と、ヨークを有している。ヨークは有底円筒状に形成されている。ヨークの内部には永久磁石が配されている。ヨークと永久磁石の間に形成されるスペースにコイルが配されている。コイルの一端はメンブレンフィルムに接着されている。永久磁石とヨークによって、コイルの内側に磁気回路が形成されている。
【実施例】
【００１１】
本発明の一実施例に係る演奏用アクチュエータについて図面を参照しながら説明する。図１，２に示すように、演奏用アクチュエータ１０は、マウスピース５２が着脱自在に接続されるホルダー３０と、ホルダー３０の裏面に固定されるフレーム４０と、ホルダー３０とフレーム４０との内部空間に収容されるメンブレンフィルム１２と、そのメンブレンフィルム１２を振動させる振動装置２０を有している。
【００１２】
フレーム４０は円板状の樹脂部材である。フレーム４０の中央には凹部４０ａが設けられ、凹部４０ａの外側にはフランジ部４０ｂが設けられている。凹部４０ａには振動装置２０が収容されている。フランジ部４０ｂにはホルダー３０が固定される。フランジ部４０ｂの内周縁にはメンブレンフィルム１２の外周縁が貼り付けられている。メンブレンフィルム１２は可撓性を有している。フレーム４０にホルダー３０が固定された状態では、メンブレンフィルム１２の一部がホルダー３０に接触している。
【００１３】
振動装置２０は、メンブレンフィルム１２とフレーム４０との間の空間に配されている。振動装置２０は、コイル２２と永久磁石２４とヨーク２６を有している。ヨーク２６は高い透磁性を有する材料によって形成されている。ヨーク２６は、有底円筒状に形成されている。ヨーク２６はフレーム４０の凹部４０ａ内に固定されている。
ヨーク２６の内部には、円柱形状の永久磁石２４が固定されている。永久磁石２４の磁気は、永久磁石２４とヨーク２６の接触端からヨーク２６に流れ、ヨーク２６内を流れた磁気が永久磁石２４の他端に戻るようになっている。すなわち、永久磁石２４がヨーク２６内に配され、ヨーク２６と永久磁石２４によって内磁型の磁気回路が構成されている。
ヨーク２６と永久磁石２４との間には円筒状のスペースが設けられており、その円筒状のスペースにコイル２２が配されている。コイル２２の一端は、メンブレンフィルム１２に接着されている。コイル２２の内部には、上述したように永久磁石２４及びヨーク２６によって磁界が形成されている。
コイル２２を構成する巻線の両端には、図示しない電気回路が接続されている。電気回路は、コイル２２の巻線に所定の周波数の電流を供給する。電気回路からコイル２２に所定の周波数の電流が供給されると、永久磁石２４及びヨーク２６によって形成された磁界と、コイル２２を流れる電流とが作用して、コイル２２がその周波数で振動する。コイル２２が振動すると、コイル２２が接着されているメンブレンフィルム１２も略同じ周波数で振動する。メンブレンフィルム１２が振動すると、それに応じてメンブレンフィルム１２とホルダー３０の接触状態（接触圧力，接触面積等）も変化する。
【００１４】
ホルダー３０は、その中央に設けられた取付部３１と、取付部３１の外周側に設けられたフランジ部３３を有している。フランジ部３３は３本のボルト４２ａ〜４２ｃによってフレーム４０のフランジ部４０ｂに固定される。フレーム４０にホルダー３０が固定された状態では、ホルダー３０がメンブレンフィルム１２の前面を覆っている。また、メンブレンフィルム１２の一部がホルダー３０に接触し、メンブレンフィルム１２とホルダー３０とによってリング状の空間５６ｂが形成されている。フランジ部３３には、ポート３６ａと導入路３６ｂが設けられている。ポート３６ａは、導入路３６ｂによってリング状空間５６ｂと連通されている。ポート３６ａには、図示しないエアー配管によって空気供給源が接続されており、空気供給源から加圧空気が供給されるようになっている。
取付部３１の表面中央には取付穴３４が形成されている。取付穴３４にはマウスピース５２が着脱自在に取り付けられる。取付穴３４の内径はマウスピース５２の外径よりわずかに大きくされている。取付穴３４の挿入口３４ａにはテーパが設けられている。これらによって、取付穴３４に容易にマウスピース５２を挿し込めるようになっている。マウスピース５２の一端はホルダー３０に接続され、他端は図示しない管楽器（例えば、トランペット等）に接続されている。マウスピース５２には、ホルダー３０側の端部にカップ部５２ａが形成され、また、カップ部５２ａからマウスピース５２の管楽器側の端部に貫通する空気流路（スロート及びバックボア）５４が形成されている。マウスピース５２のホルダー３０側の端部の外周面には溝５２ｂが形成されている。
取付穴３４の底面３０ｂの中央には、ホルダー３０の裏面に向かって貫通する貫通孔３２が形成されている。ホルダー３０にマウスピース５２が取り付けられると、ホルダー３０及びフレーム４０によって形成される内部空間は貫通孔３２によってマウスピース５２のカップ部５２ａと連通する。また、図１（ｂ）に示すように、マウスピース５２のカップ部５２ａの内壁面と貫通孔３２の内壁面３２ａは連続し、１つの空間（カップ）５６ａが形成される。
ホルダー３０の裏面であって貫通孔３２の外周部にはメンブレンフィルム１２と接触する接触面３０ａが形成されている。上述したように、メンブレンフィルム１２はフレーム４０のフランジ部４０ｂに所定の位置関係で固定されている。また、ホルダー３０はボルト４２ａ〜４２ｃによってフランジ部４０ｂに所定の位置関係で固定されている。接触面３０ａは、ホルダー３０がフレーム４０に固定されることによって、フレーム４０に固定されたメンブレンフィルム１２と適切に面接触している。すなわち、ホルダー３０は、接触面３０ａとメンブレンフィルムが適切に面接触した状態で固定されている。
【００１５】
取付穴３４の外周壁には、３個のボールプランジャ３８ａ〜３８ｃが取り付けられている（図２参照）。ボールプランジャ３８ａ〜３８ｃは取付穴３４に対して進退動可能となっている。すなわち、ボールプランジャ３８ａ〜３８ｃの先端が取付穴３４内に突出する状態（突出状態）と、ボールプランジャ３８ａ〜３８ｃの先端が取付穴３４から退避した状態（退避状態）とに切換可能となっている。ボールプランジャ３８ａ〜３８ｃは、図示しない付勢手段（例えば、ばね等）によりボールプランジャ３８ａ〜３８ｃが突出状態となるように付勢されている。取付穴３４にマウスピース５２が挿入されると、マウスピース５２に押されてボールプランジャ３８ａ〜３８ｃが退避状態となる。マウスピース５２が取付孔３４の底面３０ｂに当接するまで挿し込まれると、ボールプランジャ３８ａ〜３８ｃが突出状態となり、ボールプランジャ３８ａ〜３８ｃの先端がマウスピース５２の外周壁に形成された溝５２ｂに係合する。これによって、取付穴３４にマウスピース５２が保持される。なお、取付穴３４からマウスピース５２を取外す場合は、マウスピース５２に取付穴３４から引き抜く方向の力を作用させる。マウスピース５２に引き抜く方向の力が作用すると、マウスピース５２に押されてボールプランジャ３８ａ〜３８ｃが退避状態となり、ボールプランジャ３８ａ〜３８ｃの先端がマウスピース５２の溝５２ｂから外れる。これにより、取付穴３４からマウスピース５２を取外すことができる。
【００１６】
上述した演奏用アクチュエータ１０は、楽器演奏ショーなどに登場する人型ロボットに搭載して用いることができる。例えば、図３に示すように、演奏用アクチュエータ１０は人型ロボット６０の口部に搭載される。演奏前の状態（図３（ａ）に示す状態）においては、人型ロボット６０はトランペット５０を右手６２に把持している。トランペット５０にはマウスピース５２が取付けられている。演奏を開始する際に、人型ロボット６０は、トランペット５０のマウスピース５２を演奏用アクチュエータ１０に接続する（図３（ｂ）に示す状態）。すなわち、人型ロボット６０は右手６２を動かし、トランペット５０に接続されたマウスピース５２を演奏用アクチュエータ１０の取付穴３４へ挿入する。マウスピース５２が取付穴３４の底面３０ｂまで挿入されると、ボールプランジャ３８ａ〜３８ｃがマウスピース５２の溝５２ｂに係合し、マウスピース５２が取付穴３４に保持される（図１（ｂ）に示す状態）。また、人型ロボット６０の左手６４はトランペット５０に添えられる。
【００１７】
トランペット５０を演奏用アクチュエータ１０に接続したら、コイル２２に、トランペット５０で演奏する楽曲に対応した周波数の電流を流す。すると、その周波数でコイル２２が振動し、メンブレンフィルム１２もコイルと略同じ周波数で振動する。
【００１８】
コイル２２に電流を流すのと略同時に、ポート３６ａに加圧空気を供給する。ポート３６ａに供給された加圧空気は導入路３６ｂを通って、リング状空間５６ｂに流入する。リング状空間５６ｂに流入した空気は、接触面３０ａとメンブレンフィルム１２との接面を通ってカップ５６ａに流入する。カップ５６ａに流入した空気は、空気流路５４を通って外部に放出される。このとき、メンブレンフィルム１２は振動している。メンブレンフィルム１２が振動していると、リング状空間５６ｂからカップ５６ａに流入する空気の圧力が、メンブレンフィルム１２の振動する周波数と略同じ周波数で変動する。すなわち、演奏用アクチュエータ１０からトランペット５０内へ供給される空気の圧力が、メンブレンフィルム１２の周波数と略同じ周波数で変動する。すると、トランペット５０からその周波数の音が好適に発せられる。メンブレンフィルム１２は、楽曲に対応した周波数で振動しているので、トランペット５０からは、その楽曲の音色が発される。また、トランペット５０の音量は、演奏用アクチュエータ１０に供給する空気量を増大させると大きくなり、減少させると小さくなる。すなわち、演奏用アクチュエータ１０に供給する空気量を調節することによって、トランペット５０が発する楽音の音量を調節することができる。従って、演奏する楽曲にあわせて、演奏用アクチュエータ１０に供給する空気量を調節することで、トランペット５０から、人間が演奏するような抑揚のある音色を発することができる。
【００１９】
なお、上記の演奏の際に、接触面３０ａとメンブレンフィルム１２とが適切に面接触していないと、演奏用アクチュエータ１０からトランペット５０内へ供給される空気の圧力がうまく変動しない。従って、トランペット５０から好適な音色を発することができない。しかし、本実施例の演奏用アクチュエータ１０では、接触面３０ａとメンブレンフィルム１２が適切に面接触した状態で固定されている。従って、トランペット５０から好適な音色を発することができる。
【００２０】
また、コイル２２に流す電流の周波数にあわせて、トランペット５０の共鳴周波数を変化させると、トランペット５０からきれいに共鳴した音色を大音量で発することができる。共鳴周波数の調整は、トランペット５０のピストンを人型ロボット６０が操作することにより行う。
【００２１】
また、上述の共鳴周波数は、カップ５６ａの形状や大きさによっても決まる。従って、カップ５６ａの形状及び大きさは、トランペット５０が発する音色に大きく影響する。本実施例では、演奏用アクチュエータ１０及びマウスピース５２で形成されるカップ５６ａは適切な形状及び大きさに形成されており、トランペット５０から好適な音色を発することができる。
【００２２】
また、人型ロボット６０は、トランペット５０を演奏する際に歩行することができる。人型ロボット６０が歩行すると、歩行時の振動によってマウスピース５２がホルダー３０の取付穴３４から外れようとする。本実施例の演奏用アクチュエータ１０では、マウスピース５２が、ボールプランジャ３８ａ〜３８ｃによって保持されているため、歩行時の振動によるマウスピース５２と底面３０ｂとのずれを防止できる。これによって、マウスピース５２と底面３０ｂとの接面に隙間が生じることが防止され、トランペット５０から好適な音色を発することができる。なお、マウスピース５２と底面３０ｂとの接触面にガスケット等をさらに配して、両者の間から空気が漏れることを防止するようにしてもよい。
【００２３】
演奏を終了すると、人型ロボット６０は、マウスピース５２を口から外す（図３（ａ））。すなわち、右手６２を動かして取付穴３４からマウスピース５２を引き出す。
【００２４】
上述した説明から明らかなように、演奏用アクチュエータ１０はトランペット５０のマウスピース５２を容易に着脱することができる。従って、人型ロボット６０は演奏開始時にトランペット５０をくわえ、演奏終了時にマウスピース５２を口から外すという動作をすることができる。これにより人型ロボット６０は、より人間に近いリアルなパフォーマンスを行うことができる。また、演奏用アクチュエータ１０からマウスピース５２を取外すことができるため、演奏用アクチュエータ１０を小型化することができる。このため、人型ロボット６０の口の部分に搭載することができる。
また、演奏用アクチュエータ１０では、メンブレンフィルム１２と接触面３０ａが、適切に面接触した状態で固定されている。従って、演奏用アクチュエータ１０にマウスピース５２を着脱する構造としても、トランペット５０から好適な音色を発することができる。
また、演奏用アクチュエータ１０では、取付穴３４にマウスピース５２が接続されることにより、マウスピース５２のカップ部５２ａと、貫通孔３２の内壁面３２ａとによってカップ５６ａが形成される。マウスピース５２とホルダー３０によってカップ５６ａが形成されることで、トランペット５０から安定して好適な音色を発することができる。
また、演奏用アクチュエータ１０は、ボールプランジャ３８ａ〜３８ｃを有している。ボールプランジャ３８ａ〜３８ｃによって、取付穴３４に挿入されたマウスピース５２を保持することができる。これにより、人型ロボット６０が歩行しながら演奏する際に、その振動によってマウスピース５２と取付穴３４の底面３０ｂとが大きくずれることが防止される。従って、マウスピース５２と底面３０ｂとの接面に隙間ができず、歩行時にも好適な音色でトランペット５０を演奏することができる。
さらに、演奏用アクチュエータ１０は、永久磁石２４とヨーク２６によって構成される内磁型磁気回路を有している。磁気回路を内磁型とすることで、演奏用アクチュエータ１０は小型に構成されている。
【００２５】
なお、上述した実施例では、マウスピース５２が接続されることによって、マウスピース５２のカップ部５２ａと、貫通孔３２の内壁面３２ａとによってカップ５６ａが形成される構成としたが、本発明はこのような実施形態に限られない。たとえば、図４に示す構成としても良い。図４の構成では、ホルダー３０にカップ５６ｃが形成され、マウスピース５２には空気流路５４のみが形成されている。このような構成とすることで、トランペット５０に接続されるマウスピース５２を小型化できる。
また、本実施例では、演奏用アクチュエータ１０が人型ロボット６０の口部に搭載されていたが、本発明はこのような実施形態に限られない。例えば、人型ロボット６０の他の箇所に演奏用アクチュエータを搭載しても良い。さらに他の形態のロボットや管楽器演奏装置に搭載しても良い。
【００２６】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施例の演奏用アクチュエータ１０の概略断面図。
【図２】本実施例の演奏用アクチュエータ１０をホルダー３０側からみた平面図。
【図３】本実施例の人型ロボット６０の斜視図。
【図４】本実施例の演奏用アクチュエータの一態様。
【符号の説明】
【００２８】
１０：演奏用アクチュエータ
１２：メンブレンフィルム
２０：振動装置
２２：コイル
２４：永久磁石
２６：ヨーク
３０：ホルダー
３０ａ：接触面
３０ｂ：底面
３１：取付部
３２：貫通孔
３２ａ：内壁面
３３：フランジ部
３４：取付穴
３４ａ：挿入口
３６ａ：ポート
３６ｂ：導入路
３８ａ〜３８ｃ：ボールプランジャ
４０：フレーム
４０ａ：凹部
４０ｂ：フランジ部
４２ａ〜４２ｃ：ボルト
５０：トランペット
５２：マウスピース
５２ａ：カップ部
５２ｂ：溝
５４：空気流路
５６ａ：カップ
５６ｂ：リング状空間
５６ｃ：カップ
６０：人型ロボット
６２：右手
６４：左手
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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