(57)【要約】      （修正有）【課題】アクチュエータの駆動軸と係合した弾性部材のバネ力量のバラツキを小さくできる駆動機構及びレンズユニットを提供する。【解決手段】駆動機構は、アクチュエータ４、係合部材とを備えている。係合部材は、弾性部材６と、被駆動部材を保持する筒体７とを備えている。弾性部材６は、筒体７を保持した弾性を有する筒体保持部と、筒体保持部の第１端に配設された第１挟持部６１と、筒体保持部の第２端に配設された第２挟持部６２とを備えている。筒体保持部は、筒体７の外周を巻回するように配設されて筒体保持部の弾性力によって筒体７の外周を保持する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械変換素子の第１端に連結された駆動軸を有するアクチュエータと、前記駆動軸に所定の摩擦力で係合した係合部材とを備え、前記係合部材を駆動軸によって駆動させることにより、前記係合部材に保持された被駆動部材を駆動させる駆動機構であって、
前記係合部材は、弾性部材と、前記被駆動部材を保持する筒体とを備え、
前記弾性部材は、前記筒体を保持した弾性を有する筒体保持部と、前記筒体保持部の第１端に配設された第１挟持部と、前記筒体保持部の第２端に配設された第２挟持部とを備え、
前記筒体保持部は、前記筒体の外周を巻回するように配設されて当該筒体保持部の弾性力によって前記筒体の外周を保持し、
前記第１挟持部と第２挟持部とは、前記保持した筒体が前記弾性部材と共に前記駆動軸の軸方向にのみ移動し得るように、前記筒体保持部の弾性力によって前記駆動軸の軸方向に摺動可能且つ径方向に移動不能に前記駆動軸を挟持していることを特徴とする駆動機構。
【請求項２】
前記筒体は、前記筒体保持部が前記筒体に対して前記筒体の軸方向に移動しないように規制する移動規制部を備えていることを特徴とする請求項１記載の駆動機構。
【請求項３】
前記筒体保持部は、リング状のものであることを特徴とする請求項１又は２記載の駆動機構。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の駆動機構と、前記被駆動部材とを備え、
前記被駆動部材は、１又は複数のレンズを備えていることを特徴とするレンズユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＩＤＭ（Smooth Impact Drive Mechanism（登録商標））から成るアクチュエータ（超音波リニアアクチュエータ）の駆動軸と所定の摩擦力で係合する係合部材を有する駆動機構及びレンズユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話の撮像装置などに用いられる小型のレンズユニットでは、駆動機構として、アクチュエータを用いたものが実用化されている。このアクチュエータは、電気機械変換素子である圧電素子の伸縮を駆動軸に伝え、その駆動軸に所定の摩擦力で係合したレンズを有する被駆動部材を、前記圧電素子の伸張時と縮小時との速度差を利用して駆動させるものである。より詳しくは、このようなアクチュエータでは、例えば駆動軸をゆっくりと伸張させることによって、その駆動軸に摩擦係合している被駆動部材も駆動して移動する一方、前記所定の摩擦力を超える程、駆動軸を瞬時に縮小させると、前記被駆動部材が伸張位置に取り残される。このような駆動軸の伸長と収縮とを繰返し行うことで、アクチュエータは、前記レンズを有する被駆動部材を前記駆動軸の軸方向に駆動させることができる。
【０００３】
従来、このような駆動機構として、駆動軸に当接させる軸当接部材と、軸当接部材を固定する固定部材と、駆動軸を挟んで軸当接部材と反対側から駆動軸を付勢する弾性部材とを備えたものが知られている。しかし、この従来の駆動機構は、部品点数が多く、組み付けに時間を要するという問題点を有する。
【０００４】
一方、駆動機構の部品点数を少なくしたものとして、例えば特許文献１に提案されたものがある。このものは、長尺板状の弾性部材の第１端に、レンズ保持枠と連結した連結部材を保持する保持部を備え、第２端に、駆動軸をその保持部とで挟持する挟持部を備えたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４９８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載のものでは、挟持部に弾性力を働かせる弾性部材のバネ長が充分に採れずに短くなっており、バネ力量の敏感性が高くなってしまっている。そのため、弾性部材の寸法誤差によりバネ力量のバラツキが大きくなってしまい、駆動性能を安定させ難いという問題点がある。
【０００７】
本発明は、アクチュエータの駆動軸と係合した弾性部材のバネ力量のバラツキを小さくできる駆動機構及びレンズユニットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、電気機械変換素子の第１端に連結された駆動軸を有するアクチュエータと、前記駆動軸に所定の摩擦力で係合した係合部材とを備え、前記係合部材を駆動軸によって駆動させることにより、前記係合部材に保持された被駆動部材を駆動させる駆動機構であって、前記係合部材は、弾性部材と、前記被駆動部材を保持する筒体とを備え、前記弾性部材は、前記筒体を保持した弾性を有する筒体保持部と、前記筒体保持部の第１端に配設された第１挟持部と、前記筒体保持部の第２端に配設された第２挟持部とを備え、前記筒体保持部は、前記筒体の外周を巻回するように配設されて当該筒体保持部の弾性力によって前記筒体の外周を保持し、前記第１挟持部と第２挟持部とは、前記保持した筒体が前記弾性部材と共に前記駆動軸の軸方向にのみ移動し得るように、前記筒体保持部の弾性力によって前記駆動軸の軸方向に摺動可能且つ径方向に移動不能に前記駆動軸を挟持していることを特徴とする駆動機構を提供する。
【０００９】
これによれば、筒体の外周を巻回するように配設された筒体保持部の弾性力によって第１挟持部と第２挟持部とで駆動軸を挟持できる。これにより、第１挟持部と第２挟持部とに弾性力を働かせる筒体保持部の長さを充分長くでき、バネ定数を低くできる。従って、弾性部材の寸法誤差が発生してもバネ力量の敏感性を低く抑えることができ、アクチュエータの駆動軸による駆動のばらつきを抑えることができる。
【００１０】
又、１つの弾性部材の両端に配設された第１挟持部と第２挟持部とで駆動軸の軸方向に摺動可能且つ径方向に移動不能に挟持するため、保持した筒体を弾性部材と共に駆動軸の軸方向にのみ移動でき、筒体を案内するための案内軸等を不要にできる。従って、部品点数を少なくでき、組立性を向上できる。
【００１１】
他の一態様では、前記駆動機構において、前記筒体は、前記筒体保持部が前記筒体に対して前記筒体の軸方向に移動しないように規制する移動規制部を備えていることを特徴とする。
【００１２】
これによれば、筒体保持部と筒体とが互いに滑りを起こすことのおそれの少ないものにでき、被駆動部材を正確に駆動できる。
【００１３】
他の一態様では、前記駆動機構において、前記筒体保持部は、リング状のものであることを特徴とする。
【００１４】
これによれば、第１挟持部と第２挟持部とで駆動軸を挟持する際に、筒体保持部全体が有する弾性力を確実にかけることができ、バネ定数を、より一層確実に低くできる。
【００１５】
又、本発明は、前述の何れかの駆動機構と、前記被駆動部材とを備え、前記被駆動部材は、レンズを備えていることを特徴とするレンズユニットを提供する。
【００１６】
これによれば、第１挟持部と第２挟持部とに弾性力を働かせる筒体保持部の長さを充分長くでき、バネ定数を低くできる。従って、弾性部材の寸法誤差が発生してもバネ力量の敏感性を低く抑えることができ、アクチュエータの駆動軸による駆動のばらつきを抑えることができる。又、１つの弾性部材の両端に配設された第１挟持部と第２挟持部とで駆動軸を挟持できるため、部品点数を少なくでき、組立性を向上できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、弾性部材のバネ力量のバラツキを小さくできる駆動機構及びレンズユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態の駆動機構を有するレンズユニットとしての撮像装置の斜視図である。
【図２】図１の撮像装置の分解斜視図である。
【図３】図１の撮像装置の正面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】（ａ）は、弾性部材を右前方から見た状態の斜視図、（ｂ）は、弾性部材を左前方から見た状態の斜視図、（ｃ）は、弾性部材の正面図である。
【図６】（ａ）は、筒体の斜視図、（ｂ）は、図６（ａ）の正面図である。
【図７】アクチュエータと係合した状態の係合部材の斜視図である。
【図８】（ａ）は、アクチュエータと係合した状態の係合部材の正面図、（ｂ）は、図７（ａ）の平面図、（ｃ）は、図７（ａ）の底面図、（ｄ）は、図７（Ａ）の右側面図、（ｅ）は、図７（ａ）の左側面図である。
【図９】アクチュエータと係合した係合部材とレンズを保持した保持枠との分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態の駆動機構を有するレンズユニットとしての撮像装置の斜視図、図２は、図１の撮像装置の分解斜視図、図３は、図１の撮像装置の正面図、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。尚、以下の説明において、図のＸ方向を前方側として説明する。
【００２０】
この撮像装置１は、例えば携帯電話の端末装置に好適に搭載されるもので、図２に示すように、レンズ群２１を有する撮像装置本体１０と、レンズ群２１を駆動させる駆動機構とを備えている。
【００２１】
撮像装置本体１０は、レンズ群２１を保持した被駆動部材としてのレンズ保持枠２と、レンズ保持枠２及び駆動機構を収納した筐体３１，３２と、カバー４とを備えている。
【００２２】
レンズ保持枠２は、円筒状のものから構成され、内周側にレンズ群２１を移動不能に保持している。尚、レンズ群２１は、１または複数のレンズを備えたものである。
【００２３】
筐体は、第１筐体３１と、第１筐体３１の後方側に配設された第２筐体３２とから構成されている。
【００２４】
第２筐体３２は、合成樹脂から構成されており、外周が正面視で四角形状の筒体からなる。この第２筐体３２は、内周側に、レンズ保持枠２を保持する枠保持部３２ａを備えている。又、第２筐体３２は、そのレンズ保持枠２の径外側に、後述の駆動機構のアクチュエータ４の錘４３を収納して保持するアクチュエータ保持部３２ｂ（図４に図示）を備えている。
【００２５】
第１筐体３１は、合成樹脂から構成されており、図２に示すように外周が正面視で四角形状の筒体からなる。この第１筐体３１は、前壁３１ａから後方側に延設された４つの側壁３１ｂを備え、それらの側壁３１ｂによってその内部に、レンズ保持枠２を保持した駆動機構の筒体７及び弾性部材６等を収納できるようになっている。
【００２６】
又、側壁３１ｂの内の対向する２つには、第２筐体５２に係止する係止用孔３１ｃが設けられている（図２では、１つだけが表れている。）。
【００２７】
又、前壁３１ａには、レンズ群２１を外部に臨ませる開口３１ｄが形成されている。又、前壁３１ａにおける開口３１ｄの外周側の１つの隅角部に、後述のアクチュエータ４の駆動軸４２の先端部が挿入される孔３１ｅが設けられている。
【００２８】
そして、この第１筐体３１は、図４に示すように第２筐体３２の前方側に配設され、その状態で、図２に示した係止用孔３１ｃが第２筐体３２に設けられた第１筐体用係止突片３２ｃに係止される。これにより、第１筐体３１と第２筐体３２とが連結される。
【００２９】
カバー３３は、主に電磁ノイズが外に漏れるのを防止する役割を果たすもので、図１、図２に示すように第１〜第４の側壁３３ａを有する正面視にて外形が四角形状のものから構成されている。
【００３０】
第１〜第４の側壁３３ａは、この実施形態では、十字状の金属製平板における４片をそれぞれ略直角に折り曲げ成形して内部に第１筐体３１及び第２筐体３２を収納できるように形成されている。
【００３１】
又、カバー３３は、上記第１〜第４の側壁３３ａの夫々の端部に、第２筐体３２に設けられた係止凹部３２ｅに係脱自在に係止する弾性を有する係止爪３３ｃを備えている。
【００３２】
又、カバー３３は、前面に、第１筐体３１の開口３１ｄに重なるように形成されたカバー用開口３３ｄを備えている。
【００３３】
次に、駆動機構について説明する。この駆動機構は、アクチュエータ４と、係合部材６，７とを備えている。
【００３４】
アクチュエータ４は、図２に示すように軸方向に伸縮する電気機械変換素子である圧電素子４１と、圧電素子４１の一方の第１端に連結された円柱状の駆動軸４２と、圧電素子４１の他方の第２端に連結された錘４３とを備えている。
【００３５】
錘４３は、圧電素子４１の伸縮による変位を駆動軸４２側のみに発生させるためのものである。この実施形態では、錘４３は、外径が圧電素子４１の外周から全周に渡って外周方向に突出するように形成された円柱状のものから構成されている。
【００３６】
尚、この錘４３は、圧電素子４１の第２端が筐体に取付けられるなどして、錘４３の機能と同様の機能を発揮することができる場合には、錘４３は、省略されてもよい。
【００３７】
圧電素子４１は、複数の圧電層が積層され、図２に示すように一対の側面に各圧電層の電極が引出される。その側面の電極は、個別のリード線４４，４５を介して外部接続端子４６，４７にそれぞれ接続されている。尚、この外部接続端子４６，４７の先端は、図示しないが、前記携帯電話の端末装置側のプリント基板に半田付けされ、或いは前記プリント基板に実装されたコネクタに嵌り込む。尚、図４、図６、図７、図８では、説明の都合上、リード線４４，４５及び外部接続端子４６，４７は省略している。
【００３８】
このように構成されたアクチュエータ４は、図４に示すように錘４３が第２筐体３２のアクチュエータ保持部３２ｂに接着剤等を介して保持されている。
【００３９】
係合部材は、図２に示すように弾性部材６と、筒体７とを備えている。弾性部材６は、板バネを略リング状に成形することにより形成されている。そして、この弾性部材６は、図５に示すように筒体７を保持する弾性を有するリング状の筒体保持部６３と、その筒体保持部６３の第１端に配設された第１挟持部６１と、その筒体保持部６３の第２端に配設された第２挟持部６２とを備えている。
【００４０】
第１挟持部６１は、径外側に突出するように形成されている。一方、第２挟持部６２は、径内側に突出するように形成されている。そして、第１挟持部６１が第２挟持部６２の径外側（外周側）に配設され、これにより、第１挟持部６１と第２挟持部６２との間に、駆動軸４２の軸方向に摺動可能且つ径方向に移動不能に駆動軸４２を挟持する挟持部８が区画形成されている。この挟持部８は、駆動軸４２を挟持していない状態で、図５（ｃ）に示すように、第１挟持部６１の内側面と第２挟持部６２の外側面との距離Ｌが、駆動軸４２の外径よりも小さくなるように形成されている。
【００４１】
又、この実施形態では、弾性部材６は、上記第１端に、筒体７に係止する第１係止部６４を備えている。この第１係止部６４は、上記第１端の端面から周方向に所定の長さで凹まされるように形成された溝状のものから構成されている。
【００４２】
又、弾性部材６は、上記第２端に、筒体７に係止する第２係止部６５及び第３係止部６６を備えている。第２係止部６５は、上記第２端の端面から周方向に所定の長さで凹まされるように形成された溝状のものから構成されている。
【００４３】
第３係止部６６は、第２挟持部６２を挟んで第２係止部６５の周方向の側方側に配設されている。第３係止部６６は、４角形状の孔から構成されている。
【００４４】
筒体７は、図２、図６及び図７に示すように、この実施形態では、円筒状のものから構成されている。そして、この筒体７は、その外周に、弾性部材６の筒体保持部６３に保持される被保持部７０と、第２挟持部６２を受容する受容凹部７１と、弾性部材６の第１係止部６４及び第３係止部６６と係止する第１係止突片７３と、弾性部材６の第２係止部６５と係止する第２係止突片７４とを備えている。
【００４５】
被保持部７０は、その外径が、弾性部材６の筒体保持部６３に力が付与されていない通常状態の筒体保持部６３（図５（ｃ）の一点鎖線で示す状態）の径よりも大きく形成されている。
【００４６】
受容凹部７１は、この実施形態では、筒体７の外周から径外側に突設された２つの第１凸部７１ａ及び第２凸部７１ｂの間に形成された凹部からなる。
【００４７】
第１係止突片７３は、第１凸部７１ａから径外側に突出するように形成されている。第２係止突片７４は、第２凸部７１ｂから径内側に出するように形成されている。
【００４８】
又、この実施形態の筒体７は、被保持部７０を保持した弾性部材６が筒体保持部６３が筒体７の軸方向に相対的に移動しないように規制する移動規制部を備えている。この移動規制部は、この実施形態では、弾性部材６が筒体７の軸方向の前方側（一方向側）に相対的に移動しないように規制する第１移動規制部７５と、弾性部材６が筒体７の軸方向の後方側（他方向側）に相対的に移動しないように規制する第２移動規制部７６とを備えている。
【００４９】
第１移動規制部７５は、上記受容凹部７１と周方向に略１８０°だけ隔てた位置に、保持された弾性部材６の筒体保持部６３を前方側から受けるように形成されている。この実施形態における第１移動規制部７５は、筒体７の外周に突設された略四角柱状の突出片７５ａの後面に形成されている。
【００５０】
又、この突出片７５ａは、第１筐体３１に設けられた案内溝（図示せず）に前後方向に摺動可能に嵌挿される。詳しくは、案内溝は、第１筐体３１の内周に、突出片７５ａと同程度の幅で、所定深さで前後方向に沿って形成されている。そして、筒体７が第１筐体３１内に収納される際に、筒体７の突出片７５ａがその案内溝に嵌挿され、これにより、筒体７が第１筐体３１に対し、前後方向に移動可能で、筒体７の軸周りに回転しないようになっている。従って、この突出片７５ａは、第１筐体３１に対して筒体７を前後方向に移動可能且つ回転不能に案内する案内部として機能する。
【００５１】
第２移動規制部７６は、図６（ｂ）に示すように、上記受容凹部７１と時計方向側に略９０°だけ隔てた位置及び２７０°だけ隔てた位置、即ち、上記受容凹部７１と上記第１移動規制部７５との間に、弾性部材６の筒体保持部６３を後方側から受けるように形成されている。尚、この第２移動規制部７６と第１移動規制部７５との軸方向の距離は、弾性部材６の幅と同程度に設定されている。
【００５２】
又、筒体７は、その内周に、レンズ群２１を保持するレンズ保持部７７を備えている。この実施形態のレンズ保持部７７は、レンズ保持枠２を介してレンズ群２１を保持するようになっており、レンズ保持部７７にレンズ保持枠２を嵌挿して接着剤等で固定されるようにして保持する。
【００５３】
そして、この筒体７は、次のようにして弾性部材６に保持されている。図７、図８に示すように、筒体７の被保持部７０に弾性部材６の筒体保持部６３が全周に亘って巻回されるようにして配設される。この状態で、筒体保持部６３が上記通常状態よりも径が広がった状態になって弾性力が径内側に働き、その弾性力によって被保持部７０を保持する。
【００５４】
又、その弾性力によって、筒体７の受容凹部７１に弾性部材６の第２挟持部６２が入り込こむとともに、第２係止突片７４に弾性部材６の第２係止部６５が入り込み、更に、第１係止突片７３に弾性部材６の第３係止部６６が入り込む。これにより、筒体７に対する第２挟持部６２の動きが規制され、筒体７に対する第２挟持部６２の軸方向及び周方向への移動を規制できる。
【００５５】
又、上記弾性力によって、第１係止突片７３に弾性部材６の第１係止部６４が入り込んだ状態にできる。これにより、筒体７に対する第１挟持部６１の軸方向への移動を規制できる。
【００５６】
又、この状態で、筒体保持部６３が第１移動規制部７５と第２移動規制部７６とによって、弾性部材６が筒体７の軸方向の前後方向に相対的に移動するようなことが防止される。
【００５７】
そして、このようにして筒体７を保持した弾性部材６の第１挟持部６１と第２挟持部６２との間に形成された上記挟持部７に、図７、図８に示すように第２筐体３２に保持されたアクチュエータ４の駆動軸４２を筒体保持部６３の弾性力に抗して入れる。尚、図７、図８では、第２筐体３２は、説明の都合上、省略されている。図９において同じである。
【００５８】
これにより、第１挟持部６１と第２挟持部６２とで筒体保持部６３の弾性力によって駆動軸４２の軸方向に摺動可能且つ径方向に移動不能に駆動軸４２を挟持でき、第１挟持部６１と第２挟持部６２とは駆動軸４２を、筒体７の中心から駆動軸４２を結ぶ径方向に挟持できる。この状態で、係合部材６，７は駆動軸４２に所定の摩擦力で係合した状態になる。
【００５９】
その際、第１挟持部６１と第２挟持部６２とに弾性力を働かせる筒体保持部６３を、筒体７の外周を巻回する形状にしているため、筒体保持部６３の長さを充分長くでき、バネ定数を低くできる。従って、弾性部材６の寸法誤差が発生してもバネ力量の敏感性を低く抑えることができ、アクチュエータ４の駆動軸４２による駆動のばらつきを抑えることができる。
【００６０】
又、１つの弾性部材の両端に配設された第１挟持部と第２挟持部とで駆動軸４２の軸方向に摺動可能且つ径方向に移動不能に挟持するため、保持した筒体７は（弾性部材を介して）駆動軸４２に支持された状態になり、筒体を弾性部材と共に駆動軸の軸方向に移動でき、筒体を案内するための案内軸等を不要にできる。従って、部品点数を少なくでき、組立性を向上できる。
【００６１】
尚、係合部材６，７が駆動軸４２と係合した後、上述のように第１筐体５１が第２筐体５２に連結され、その状態で、カバー３３が第１筐体５１側から被せられる。
【００６２】
以上のように構成された撮像装置１は、アクチュエータ４の圧電素子４１への電圧印加に伴って圧電素子４１が軸方向に振動してその振動によって駆動軸４２が往復移動する。そして、その往復移動によって所定の弾性力で係合した弾性部材６及びそれに保持された筒体７が光軸方向に移動する。
【００６３】
より詳しくは、このアクチュエータ４では、圧電素子４１に所定のデューティ比の矩形波を与えることによって圧電素子４１の変位が三角波状となり、前記矩形波のデューティ比を変えることによって振幅の上昇時と下降時とで傾きの異なる三角波が発生する。アクチュエータ４の駆動メカニズムは、これを利用するものである。
【００６４】
例えば、駆動軸４２をゆっくりと振動させることで、その駆動軸４２に所定の弾性力で摩擦係合している弾性部材６及び筒体７も前記振動に応じて移動し、前記所定の摩擦力を超える程の瞬時に、駆動軸４２を振動させると、弾性部材６及び筒体７がそのまま取り残される。このような駆動軸４２の軸方向の振動を繰返し行うことで、弾性部材６及び筒体７を駆動軸４２の軸方向に移動させることが可能となる。
【００６５】
そして、上記弾性部材６及び筒体７の駆動軸４２の軸方向への移動に伴い、筒体７に保持されたレンズ群２１がレンズ保持枠２を介して筒体７と共に、駆動軸４２の軸方向である光軸方向に駆動される。
【符号の説明】
【００６６】
１    撮像装置（レンズユニット）
２    レンズ保持枠（被駆動部材）
４    アクチュエータ
６    弾性部材（係合部材）
７    筒体（係合部材）
１０    撮像装置本体
４１    圧電素子（電気機械変換素子）
４２    駆動軸
６１    第１挟持部
６２    第２挟持部
６３    筒体保持部
【図１】
2013062997.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2013062997.tif 000006
【図５】
2013062997.tif 000007
【図６】
2013062997.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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