(57)【要約】【課題】簡単な構成で方向操作及び回転操作を行うことができるスイッチ装置を提供する。【解決手段】スイッチ装置の制御回路は、Ａｍｓ以内に回転操作条件が成立するか否かに基づいて方向操作か回転操作かを判定し、方向操作であると判定した場合は方向モードを設定し、回転操作であると判定した場合は回転モードを設定し、スイッチがオンする毎にモードに応じた信号を出力する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心位置に対して同心円状に配置された３個以上のスイッチと、
前記スイッチをオンするためのノブと、
前記スイッチの何れかがオンしてから回転方向となる次のスイッチがオンした場合は回転操作条件が成立したと判定する回転操作判定手段と、
前記回転操作判定手段が所定時間内に回転操作条件が成立したと判定した場合は、回転モードを設定して次の前記スイッチがオンする毎に回転方向を示す回転信号を出力し、前記回転操作判定手段が所定時間内に回転操作条件が成立しなかったと判定した場合は、方向モードを設定して次の前記スイッチがオンする毎に当該スイッチに対応した方向信号を出力する信号出力手段と、
を備えたことを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
前記回転操作判定手段は、前記スイッチの何れかがオンしてから回転方向に位置する次のスイッチがオンした場合は、それらの２つのスイッチが同時にオンする状態を経ていることを条件として前記回転操作条件が成立したと判定することを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記回転操作判定手段は、方向モードであると判定した以降において所定時間内に前記回転操作条件が成立した場合は回転モードを設定し、回転モードであると判定した以降において所定時間内に前記回転操作条件が成立しなかった場合は方向モードを設定することを特徴とする請求項１または２記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記回転操作判定手段は、前記スイッチの何れかがオンしてから回転方向となる次のスイッチがオンしたことにより回転操作条件が成立したと判定した以後においては、回転方向に隣接して位置する２つスイッチが同時にオンした場合も回転操作条件の判定要素に含めることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載のスイッチ装置。
【請求項５】
前記スイッチは、押圧ストロークに応じて順にオンする第１接点及び第２接点を有した２段接点スイッチであり、
前記回転操作判定手段は、前記方向モードであると判定した以後において前記第１接点及び前記第２接点の何れかがオンした場合は前記スイッチがオンしたと判定し、
前記出力手段は、前記回転操作判定手段が前記方向モードであると判定した以後において前記第１接点及び前記第２接点がオンする毎に当該接点に対応した方向信号を出力することを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のスイッチ装置。
【請求項６】
前記ノブは前記スイッチに対応して複数設けられていることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載のスイッチ装置。
【請求項７】
前記ノブは、前記中心位置から全方向に対して揺動操作可能に設けられ、前記スイッチに対応した部位を押圧する押圧操作に応じて対応する前記スイッチをオンすると共に、前記中心位置を中心とした所定の回転方向に沿って押圧操作する回転操作に応じて回転方向に沿って位置するスイッチを順にオンするように設けられていることを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載のスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノブに対する操作によりオンする複数のスイッチを備えたスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両のステアリングホイールの表面のカバー部分に、車載機器例えばオーディオ装置の操作に関する押しボタン式のスイッチ装置を設け、ステアリングホイールを握ったままオーディオ装置を操作することを可能とすることにより運転者の操作性の向上を図ることが行われている（特許文献１参照）。具体的には、例えば４個のノブを十字状に配置した十字ノブを有したスイッチ装置において、十字ノブに対する操作によりディスプレイに表示されている複数の曲の中から上下左右の方向操作を行うことにより希望する曲を選択して再生することができる。また、スイッチ装置の近傍にボリュームを調整するための回転ノブを設け、回転ノブに対する回転操作によりディスプレイに表示されている音量レベルを調整することができる。つまり、ディスプレイに表示されている２つの操作モードを実現するには十字ノブと回転ノブの２つが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１４２４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ステアリングホイールに十字ノブと回転ノブの両方を設けるには、それらの小型化を図る必要があり、コストが高くなると共に操作性が悪化する。特に回転ノブは回転機構を必要とすることから、全体構成が複雑となる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な構成で方向操作及び回転操作を行うことができるスイッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のスイッチ装置は、中心位置に対して同心円状に配置された３個以上のスイッチと、前記スイッチをオンするためのノブと、前記スイッチの何れかがオンしてから回転方向となる次のスイッチがオンした場合は回転操作条件が成立したと判定する回転操作判定手段と、前記回転操作判定手段が所定時間内に回転操作条件が成立したと判定した場合は、回転モードを設定して次の前記スイッチがオンする毎に回転方向を示す回転信号を出力し、前記回転操作判定手段が所定時間内に回転操作条件が成立しなかったと判定した場合は、方向モードを設定して次の前記スイッチがオンする毎に当該スイッチに対応した方向信号を出力する信号出力手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
このような発明によれば、使用者が回転モードを設定する場合は、ノブを回転方向に順に操作する回転操作を行う。すると、何れかのスイッチがオンしてから回転方向に位置する次のスイッチがオンするので、このようにスイッチが回転方向に所定時間内にオンすることを検出することにより回転操作を検出することができる。一方、使用者が方向モードを設定する場合は、ノブに対する押圧操作により何れかのスイッチをオンしてから所定時間以上経過したところで希望の操作方向に位置するスイッチをオンする。このような操作により方向モードを設定することができるので、以後において希望する方向のスイッチをオンすることにより操作方向を示す方向信号を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態における全体構成を示すブロック図
【図２】ステアリングホイールの正面図
【図３】スイッチ装置の平面図
【図４】制御回路の動作を示すフローチャート
【図５】回転操作に応じたスイッチのオンオフ状態を示す図
【図６】ディスプレイに表示されている方向操作を示す図
【図７】ディスプレイに表示されている回転操作を示す図
【図８】本発明の第２実施形態を示す図４相当図
【図９】本発明の第３実施形態を示す図２相当図
【図１０】本発明の第４実施形態におけるスイッチの電気回路図
【図１１】第１接点のオン状態で示す図１０相当図
【図１２】第１及び第２接点のオン状態で示す図１０相当図
【図１３】低速スクロールの表示画面を示す図
【図１４】高速スクロールの表示画面を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図７を参照して説明する。
図２は、ステアリングホイールの正面図である。ステアリングホイール１は、外周に位置するリング部２と、このリング部２の内周の中央部に、複数（３箇所）のスポーク部３を介して設けられたセンタパッド部４とを備えている。運転席前部のステアリングコラムには図示しないステアリングシャフトが回転可能に支持されており、そのステアリングシャフトの先端部にステアリングホイール１が装着されている。
【００１０】
ステアリングホイール１には、運転者がリング部２を手で握ったままで例えば親指で操作可能な位置、つまり、スポーク部３のうち図示左に位置する部分にスイッチ装置５が設けられている。以下、このスイッチ装置５について詳述する。
図１はスイッチ装置５の電気的構成を示すブロック図、図３はスイッチ装置５の正面図である。スイッチ装置５は、中心位置Ａに対して同心円状に配置された第１〜第４スイッチ６ａ〜６ｄと、これらのスイッチ６ａ〜６ｄを押圧操作するための第１〜第４ノブ７ａ〜７ｄと、第１〜第４スイッチ６ａ〜６ｄからの信号を受ける制御回路８（回転操作判定手段、信号出力手段に相当）とから構成されている。第１〜第４ノブ７ａ〜７ｄには操作方向を示す矢印が示されており、図示上方向の矢印が示された第１ノブ７ａに対応して第１スイッチ６ａが設けられ、図示右方向の矢印が示された第２ノブ７ｂに対応して第２スイッチ６ｂが設けられ、図示下方向の矢印が示された第３ノブ７ｃに対応して第３スイッチ６ｃが設けられ、図示左方向の矢印が示された第４ノブ７ｄに対応して第４スイッチ６ｄが設けられている。そして、ステアリングホイール１においてスイッチ装置５の下方となる部位には決定ボタン９が設けられている。
【００１１】
スイッチ装置５は図示しないステアリングロールコネクタを介してインストルメントパネルに設置されたオーディオ装置と接続されており、そのオーディオ装置に操作信号を出力することで選択した曲の再生が可能となっている。この場合、スイッチ装置５はステアリングホイール１を握った左手の親指で操作可能な位置に設けられていることから、運転者は、運転中においてスイッチ装置５を視認することなく操作可能となっている。
【００１２】
車両のインストルメントパネルにはオーディオ装置のディスプレイ１０（図６，７参照）が設置されており、オーディオ装置のハードディスク装置或いはオーディオ装置に接続された外部装置（ＤＶＤ、ＣＤ、ＵＳＢメモリなど）に記憶されている曲から所定数の曲を表示可能となっている。尚、ディスプレイ１０に曲を表示したり、ディスプレイ１０に表示する曲を変更したりするには、ディスプレイ１０の周囲に設けられているキーに対する操作で行うようになっている。
【００１３】
制御回路８は、第１〜第４スイッチ６ａ〜６ｄから受信するオン信号に基づいて後述するように方向モード又は回転モードを設定可能となっている。方向モードとは、第１〜第４ノブ７ａ〜７ｄ（以下「十字ノブ７」という）の上下左右方向の何れかの部位を押圧することによりディスプレイ１０に表示されている複数の曲から所望の曲を選択する方向を指示するためのモードである。回転モードとは、十字ノブ７を時計周り或いは反時計周りに順に押圧することにより音量レベルを調整するためのモードである。
【００１４】
次に上記構成の作用について説明する。尚、スイッチ装置５は、電源投入（イグニッションスイッチのＯＮ）時は何れのモードにも設定されておらず、図８に示す判定前の状態に設定されているものとする。また、ディスプレイ１０には複数の曲が表示されており、ディスプレイ１０の中央に位置する曲が反転表示されて選択されているものとする。
運転者が、現在選択されている曲と異なる曲を選択する場合は、現在選択されている曲に対する希望の曲が位置する方向に基づいてステアリングホイール１に設けられたスイッチ装置５の十字ノブ７を押圧操作する。つまり、ディスプレイ１０には図６に示すように現在選択されている曲に対して移動可能な方向を示す矢印Ｂが表示されているので、十字ノブ７において移動方向に位置するノブを押圧することにより希望する曲を選択する。具体的には、希望する曲が現在選択されている曲の斜め右上方向に位置している場合は、第１ノブ７ａを押圧操作してから第２ノブ７ｂを押圧、或いは第２ノブ７ｂを押圧操作してから第１ノブ７ａを押圧操作する。これにより、現在選択されている曲の斜め右上方向に表示されている曲を選択することができる。曲の選択を終了した場合は、スイッチ装置５の下方に設けられている決定ボタン９を押圧操作する。これにより、オーディオ装置が現在選択されている曲を再生し、車室内の図示しないスピーカから曲が出力される。
【００１５】
さて、再生されている曲の音量レベルを調整する場合は、運転者は、十字ノブ７に対して回転操作する。つまり、音量レベルを高める場合は、十字ノブ７を時計周りで順に押圧操作し、音量を低下する場合は、十字ノブ７を反時計周りで順に押圧操作する。この場合、回転操作の起点となるノブは何れのノブであっても構わない。
スイッチ装置５の制御回路８は、図７に示すモード判定用のフローチャートを実行している。このフローチャートは、全てのスイッチ６ａ〜６ｄがオフしている状態を起点として開始する。運転者による回転操作により全てのスイッチ６ａ〜６ｄがオフした状態から何れかのスイッチ、例えば第１スイッチ６ａがオンした場合は、Ａｍｓ（例えば０．５秒）以内に回転操作が行われたかを次のように判定する。この判定中においては、何の信号もオーディオ装置に送信することはない。
【００１６】
運転者が第１ノブ７ａを起点としてスイッチ装置５を時計周りに押圧操作した場合、まず、第１スイッチ６ａのみがオンしてから、押圧位置が第１ノブ７ａと第２ノブ７ｂとが跨った位置となると、第１スイッチ６ａに加えて第２スイッチ６ｂもオンし、押圧位置が第２ノブ７ｂとなると、第１スイッチ６ａがオフし、第２スイッチ６ｂのみがオンする（このような順で２個のスイッチが順にオンオフとなる条件を「回転操作条件」という）。この回転操作条件がＡｍｓ以内に成立した場合は（図５参照）、回転操作が行われたと判定し、回転モードを設定する。この場合、制御回路８は、回転が確定したことから、＋信号を出力する。
オーディオ装置は、スイッチ装置５から＋信号を受信したときは、図７に示すようにディスプレイ１０にボリューム画面Ｃをポップアップ表示し、音量レベルを高めることを示す時計回りの矢印を表示すると共に音量レベルを１段階高める。
【００１７】
上述のように回転モードを設定した状態で、運転者が回転操作を継続すると、スイッチがオンする毎に＋信号が出力されるので、オーディオ装置は、＋信号が入力する毎に音量レベルを段階的に高める。そして、運転者は、所望の音量レベルとなったところで回転操作を終了する。スイッチ装置５は、スイッチがオフしてから、次のスイッチがＢｍｓ内にオンするかを監視しており、オンすることなくＢｍｓ経過したときは判定前状態（全てのスイッチがオフ状態）となる。そして、オーディオ装置は、＋信号が入力しなくなることから、ボリューム画面の表示を終了すると共にその時点の音量レベルを確定する。
一方、スイッチ装置５は、反時計周りとなるように十字ノブ７が回転操作された場合は、回転モードを設定し、スイッチがオンする毎に−信号を送信するので、オーディオ装置は、−信号を受信したときは、音量レベルを低下することを示す反時計周りの矢印をポップアップ表示すると共に−信号を受信する毎に音量レベルを低下する。
【００１８】
このような回転モードから方向モードを設定するには、十字ノブ７の何れかに対する操作からＡｍｓ以上経過したところで十字ノブ７に対する方向操作により希望する曲を選択する。これにより、スイッチ装置５の制御回路８は、図４に示すようにＡｍｓ経過するまでに上述した回転操作条件が成立しないので、方向モードであると判定してから、方向を確定し、その確定した方向を送信する。これにより、十字ノブ７に対する上下左右方向への押圧操作により方向モードを設定して希望する曲を選択することができる。
【００１９】
このような実施形態によれば、スイッチ装置５の制御回路８は、第１〜４スイッチ６ａ〜６ｄがオンオフする順番及びタイミングに基づいて方向操作か回転操作かを判定し、方向操作であると判定した場合は方向モードを設定し、回転操作であると判定した場合は回転モードを設定し、スイッチ６ａ〜６ｄがオンする毎にモードに応じた信号を出力するので、ディスプレイ１０に表示されている２つの操作モードを実現するのに１つの十字ノブ７で実施可能となり、簡単な構成で方向操作及び回転操作を行うことができる。
しかも、このような効果はスイッチ装置５の制御回路８のソフト変更で実施できるので、回転ノブを設ける構成に比較して、コストが上昇することなく容易に実施することができる。
【００２０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について図８を参照して説明する。この第２実施形態は、モードの判定精度を高めたことに特徴を有する。第１実施形態では、何れかのスイッチがオンしてから回転方向に位置する次のスイッチが所定時間内にオンするか否かによりモードを決定していることから、操作が不確実の場合は、モードを誤って設定する虞がある。特に回転操作は方向操作に比較して操作が不確実となる虞があると考えられる。
【００２１】
そこで、本実施形態では、最初のモード判定以後においてもモードを再判定するようにした。
図８に示すフローチャートにおいて、第１実施形態と同様に回転モードを設定した以後において、Ａｍｓ経過するまでに回転操作条件が不成立の場合は、方向モードである可能性があるとして、モードを再判定し、Ａｍｓ以内に回転操作条件が成立した場合は、回転モードを継続し、Ａｍｓ経過するまで回転操作条件が不成立の場合は、方向モードを継続する。
一方、方向モードであると判定した場合に、Ａｍｓ以内に回転操作条件が成立した場合は、回転モードである可能性があるとして、モードを再判定し、Ａｍｓ経過するまで回転操作条件が不成立の場合は、方向モードを継続し、Ａｍｓ以内に回転操作条件が成立した場合は、回転モードを設定する。
【００２２】
このような実施形態によれば、モードを判定する初動作で運転者が意図したモードを設定することができなかった場合でも、Ａｍｓ毎に回転操作条件が成立するか否かに基づいて回転モードか方向モードかを再設定するようにしたので、運転者が意図したモードを確実に設定することができる。
【００２３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について図９を参照して説明する。この第３実施形態は、回転モードの検出分解能を高めたことを特徴とする。
上記各実施形態の場合は、回転モードの検出分解能（判定角度）は９０°であったが、各スイッチ６ａ〜６ｄの接点信号は回転方向に隣接するスイッチ（例えば第１スイッチ６ａと第２スイッチ６ｂ）の２個同時押しを含めると４５°に判定角度を設定可能であることから、２個同時押しも回転操作条件に含めることにより判定角度を９０°から４５°に高めることができる。従って、本実施形態では、回転モードの判定角度を４５°に高めるために、図９に示すように１つの円盤状のノブ７を設け、ノブ７に対する回転操作によりスイッチ６ａ〜６ｄが順にオンするように構成した。
【００２４】
しかしながら、回転モードの判定角度を４５°に単に変更してしまうと、使用者が方向操作を行おうとしてノブ１１の斜め方向から回転操作開始した場合に、何れかの１個のスイッチがオンした直後に当該スイッチと回転方向となる次のスイッチが同時にオンする２個同時押しとなることが想定され、このような場合は、意図しない回転モードに移行してしまう可能性がある。
そこで、初回の回転モードの判定角度を９０°に設定し、その後は４５°毎に回転モードの判定を行うようにした。
【００２５】
このような実施形態によれば、初回の回転モードの判定には９０°の回転操作が必要となるが、その後は４５°毎に回転モードの判定が可能となるため、使用者の操作負担を軽減することができる。
尚、ノブ１１は必要に応じて設ければよく、第１実施形態と同様に各スイッチ６ａ〜６ｄに対応したノブを設けるようにしてもよい。
【００２６】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について図１０ないし図１４を参照して説明する。本実施形態は、スイッチとして押圧ストロークに応じて順にオンする第１接点及び第２接点を有した２段接点スイッチを採用したことを特徴とする。
上記各実施形態のように、スイッチが１段しかない接点スイッチの場合に、方向モードでディスプレイ１０に表示されている選択項目を高速スクロール可能に構成しようとすると、低速スクロールから高速スクロールへの遷移は例えばスイッチの長押しを検出して判定する必要があり、長押し判定のための時間が必要となる。
【００２７】
このような事情から、本実施形態では、第１〜第４スイッチ６ａ〜６ｄとして第１接点及び第２接点を有した２段接点スイッチを採用し、各接点６ｘ，６ｙのオンに基づいて方向モードか回転モードかを判定するようにした。
【００２８】
図１０は２段接点スイッチの電気回路図である。２段接点スイッチは押圧ストロークに応じて順に接点がオンするもので、押圧ストロークが例えば０．７ｍｍとなると図１１に示すように１段目の第１接点６ｘがオンし、１．５ｍｍとなると図１２に示すように第１接点６ｘに加えて２段目の第２接点６ｙがオンするようになっている。また、第１接点６ｘがオンするストローク位置となると押圧操作に対して節度が付与され、その位置からさらに進んだストローク位置で第２接点６ｙがオンするようになっている。
【００２９】
さて、ディスプレイ１０に地図画面が表示されている状態では、使用者がノブ１１を最初の節度を感じられる程度に押圧操作することで対応するスイッチ６ａ〜６ｄの第１接点６ｘがオンするので、図１３に示すように低速スクロールであることを示す矢印１２（図１３では全ての方向の矢印を図示している）を表示して地図画面を低速スクロールする。使用者がノブ１１を強く押圧操作することで対応するスイッチ６ａ〜６ｄの第２接点６ｙがオンした場合は、図１４に示すように高速スクロールであることを示す矢印１３（図１４では全ての方向の矢印を図示している）を表示して地図画面を高速スクロールする。これにより、地図画面のスクロール操作を容易に行うことができる。
【００３０】
スイッチ装置５の制御回路８は、第１実施形態と同様に、図４に示す判定ロジックを実行することにより回転操作による回転モードへの移行が可能となる。即ち、方向モードにおいて、使用者がノブ１１を回転させながら押圧操作することよりＡｍｓ以内に例えば第１スイッチ６ａの第１接点６ｘ及び第２接点６ｙが混在でオンした角度が９０°以上となった場合は回転操作条件が成立したと判定して回転モードに移行し、この回転モードにおいて、Ａｍｓ以内にスイッチ入力がない場合は、方向モードに移行する。この場合、各スイッチ６ａ〜６ｄの第１接点６ｘ及び第２接点６ｙの何れがオンした場合であっても回転操作条件を判定していることから、使用者が回転操作時の押圧操作の強さを気にする必要ない。
【００３１】
このような実施形態によれば、上記各実施形態と同様に、各スイッチ６ａ〜６ｄの第１接点６ｘ及び第２接点６ｙの何れかがオンするか否かに基づいて方向モードか回転モードかの判定を可能としながら、方向モードにおいては長押しによる判定時間を必要とすることなく各スイッチ６ａ〜６ｄの第２接点６ｙのオンにより高速スクロールへの遷移が可能となり、操作性に優れている。
【００３２】
（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
第１，第２、第４実施形態において、中心位置から全方向に対して揺動操作可能な１つのノブを設け、スイッチに対応した部位を押圧する方向操作に応じて希望する方向に位置するスイッチをオンすると共に、中心位置を中心とした所定の回転方向に沿って押圧操作する回転操作に応じて回転方向に沿って位置するスイッチを順にオンするように構成してもよい。
回転方向に隣接するスイッチが同時にオンする状態を経ることを回転操作条件としたが、この条件を省略するようにしてもよい。つまり、何れかのスイッチがオンしてから所定時間内に回転方向に位置する次のスイッチがオンすることを回転操作条件としてもよい。
スイッチの数は３個あれば回転方向を検出可能であることから、スイッチとしては３個以上設ければよい。
スイッチ装置をステアリングホイール以外に設けるようにしてもよい。
オーディオ装置に信号を出力するためのスイッチ装置以外に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３３】
図面中、５はスイッチ装置、６ａ〜６ｄはスイッチ、６ｘは第１接点、６ｙは第２接点、７ａ〜７ｄはノブ、８は制御回路（回転操作判定手段、信号出力手段）、１１はノブである。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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