(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍵と、鍵が押下されることにより回動するハンマと、押下された鍵の動作を上記ハンマに伝達するアクション機構とを備えたアップライトピアノ型の鍵盤装置において、
前記ハンマは、ハンマシャンクと、前記ハンマシャンクに結合され、前記ハンマの押鍵時の回動方向の先頭側であって、前記ハンマシャンクの軸方向とほぼ直交する方向に移動可能な重量部材とを有していることを特徴とする鍵盤装置。
【請求項２】
前記重量部材は、前記ハンマシャンクに対して着脱可能に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の鍵盤装置。
【請求項３】
前記鍵が押下されたことを検出するセンサと、このセンサの検出結果に基づいて楽音信号を発生する楽音信号発生手段とをさらに具備することを特徴とする請求項１または２に記載の鍵盤装置。
【請求項４】
前記ハンマが回動することにより打撃される被打撃体をさらに具備し、前記被打撃体は、前記ハンマ回動後に前記ハンマにおける前記ハンマシャンクによって打撃されるように配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の鍵盤装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リアルな鍵タッチ感を得ることができるようにした電子ピアノなどのアップライトピアノ型の鍵盤装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような鍵盤楽器としては、鍵盤と、鍵が押下されることにより回動して被打撃体を打撃するハンマと、押下された鍵の動作をハンマに伝達するアクションとを備えており、鍵の運動をセンサで検出し、この検出結果に基づいて楽音を発生させるものが開発されている。このような鍵盤楽器によれば、演奏者は、アコーステックピアノと同等の鍵タッチ感を得ながら演奏をして、演奏をスピーカやヘッドホンによって聞くことができる。
【０００３】
ところで、上述したような鍵盤楽器は、図６に示すような内部構成となっている。同図に示すように、この鍵盤楽器は、複数の鍵１１からなる鍵盤１２と、鍵１１が押下されることにより駆動されるアクション機構１３と、このアクション機構１３の動作により回転させられるハンマアッセンブリ１４と、ダンパー機構１５とから概略構成されている。また、この鍵盤楽器では、ハンマアッセンブリ１４によって打撃されるのは、弦を有していない被打撃部１１６とされている。
【０００４】
この鍵盤楽器のハンマアッセンブリ１４は、ハンマシャンク１４ａと、ハンマシャンク１４ａの先端に取り付けられたハンマヘッド１４ｂとを有している。このようにハンマシャンク１４ａの先端部に、アップライトピアノにおけるフェルトハンマーに相当するハンマヘッド１４ｂを設け、アップライトピアノに近い鍵タッチ感を得ることを目的としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図６に示すような鍵盤楽器では、実際のアップライトピアノのハンマヘッドを用いずに図示のようなハンマヘッド１４ｂを採用するようにしたため、コストを低減できるとともに、作業工程を簡略化することができるが、アップライトピアノのフェルトハンマーに相当するハンマヘッド１４ｂがハンマシャンク１４ａの先端部に取り付けられており、ハンマヘッド１４ｂの取付位置が図７に示すアップライトピアノのフェルトハンマー１５０の位置と異なっている。従って、鍵タッチ感を得るための重量部であるハンマヘッド１４ｂが設けられている点では、アップライトピアノと一致するが、ハンマアッセンブリ１４自体の重心位置は、実際のアップライトピアノとは異なっている。このため、演奏時の鍵タッチ感が実際のアップライトピアノとは若干異なってしまう。
【０００６】
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、よりアップライトピアノに近いリアルな鍵タッチ感を得ることが可能な電子ピアノなどのアップライトピアノ型の鍵盤装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の鍵盤装置は、鍵と、鍵が押下されることにより回動するハンマと、押下された鍵の動作を上記ハンマに伝達するアクション機構とを備えたアップライトピアノ型の鍵盤装置において、
前記ハンマは、ハンマシャンクと、前記ハンマシャンクに結合され、前記ハンマの押鍵時の回動方向の先頭側であって、前記ハンマシャンクの軸方向とほぼ直交する方向に移動可能な重量部材とを有していることを特徴としている。
【０００８】
この鍵盤装置では、結合部材に設けられた重量部材がハンマの打撃時の回動方向であって、前記ハンマシャンクの軸方向とほぼ直交する方向に配置されることになる。つまり、重量部材がアップライトピアノにおけるフェルトハンマーとほぼ同じ位置に配置されるため、この鍵盤楽器におけるハンマーの重心位置は、アップライトピアノとほぼ同じ位置になる。従って、演奏者が打鍵したときには、アップライトピアノに限りなく近い鍵タッチ感を得ることができる。また、実際のアップライトピアノのハンマを用いる場合と比して、コスト低減および作業工程の簡略化が可能である。
【０００９】
また、請求項２に記載の鍵盤装置は、請求項１に記載の鍵盤装置において、前記重量部材は、前記ハンマシャンクに対して着脱可能に結合されていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項３に記載の鍵盤装置は、請求項１または２に記載の鍵盤装置において、前記鍵が押下されたことを検出するセンサと、このセンサの検出結果に基づいて楽音信号を発生する楽音信号発生手段とをさらに具備することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項４に記載の鍵盤装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の鍵盤装置において、前記ハンマが回動することにより打撃される被打撃体をさらに具備し、前記被打撃体は、前記ハンマ回動後に前記ハンマにおける前記ハンマシャンクによって打撃されるように配置されていることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態である鍵盤楽器について図１および図２を参照しながら説明する。これらの図に示す鍵盤楽器は、複数の鍵１１等からなる鍵盤１２と、鍵１１が押下されることにより駆動されるアクション機構１３と、このアクション機構１３の動作により回動させられるハンマアッセンブリ４０と、ダンパー機構１５とから概略構成されており、これら各部はアップライトピアノのものと同等の構成とされている。また、この鍵盤楽器では、ハンマアッセンブリ４０によって打撃されるのは、弦を有していない被打撃部６０とされている。以下、鍵盤楽器の各部の構成について説明する。
【００１４】
Ａ．鍵盤の構成
図１において符号１は鍵盤楽器の下部フレームを構成する棚板である。棚板１の上面には、鍵盤楽器の全幅に亘って延在する筬後２、筬中３および筬前４が図中左側からこの順番で取り付けられている。筬中３の上面には鍵１１を上下方向に貫通するバランスピン５が取り付けられており、これによって、鍵１１は、筬中３の上面で上下方向へ向けて回動自在に支持されている。また、筬後２と筬前４の上面には、鍵１１が当接するクッション材６，７がそれぞれ取り付けられ、筬前４には、鍵１１の左右方向への回動を規制するオーバルピン８が取り付けられている。そして、押鍵することにより鍵１１の後端部（図１において左端部）が上昇し、そこに取り付けたキャプスタン９が以下に説明するアクション機構１３を押し上げるようになっている。
【００１５】
本実施形態では、鍵盤１２の下側に押鍵を検出する図示せぬセンサを配置し、各鍵１１の運動を検出している。センサに検出された信号は、図示は省略するが楽音波形発生回路（楽音信号発生手段）に出力され、楽音波形発生回路は、当該センサに割り当てられた音色および音高を有する楽音波形をスピーカやヘッドホンに出力するようなっている。この場合のセンサは、鍵１１によって打撃される圧電素子でも良く、フォトインタラプタ等の光センサを棚板１の上面に配置し、光センサの光軸を遮光するシャッタを鍵１１の下面に取り付けて構成しても良い。なお、光センサを用いる場合には、シャッタが光軸を遮光した後に受光状態にするまでの時間から押鍵速度を計測し、発生する楽音の音量を計測した押鍵速度に対応させるようにしても良い。
【００１６】
Ｂ．アクション機構の構成
図において符号１６はセンターレールであり、センターレール１６はこの鍵盤楽器の全幅に亘って延在している。センターレール１６の両端部および中間部の複数位置にはアクションブラケット５０が配置され、アクションブラケット５０どうしの間で、各鍵１１毎に設けられたアクション機構１３がセンターレール１６によって支持されている。センターレール１６の下端部には、各鍵１１について１個づつウイペンフレンジ２２が取り付けられている。ウイペンフレンジ２２の下端部には、長手方向を鍵盤楽器の前後方向へ向けたウイペン２３の一端部がピン２２ａによって回動自在に支持されている。ウイペン２３は板状をなし、その他端部の下面にはウイペンヒールクロス２４が取り付けられている。ウイペンヒールクロス２４は、その下面がキャプスタン９に支持されることにより、押鍵されない状態（以下、このときの各部材の位置をレスト位置という）でウイペン２３を略水平に保っている。
【００１７】
また、ウイペン２３には、上方へ向けて突出するジャックフレンジ２５が取り付けられ、ジャックフレンジ２５の上端部には、略Ｌ字状をなすジャック２６がその屈曲部近傍においてピン２６ｃによって回動自在に支持されている。ジャック２６は、斜め上方に向けて延在するジャック大２６ａと、このジャック大２６ａに対してほぼ直交するジャック小２６ｂとから構成されている。そして、ウイペン２３に取り付けたジャックスプリング２７によってジャック小２６ｂが押し上げられることにより、ジャック２６は反時計方向に付勢されている。また、センターレール１６には、レギュレーティングブラケット２８を介して鍵盤楽器の全幅に亘って延在するレギュレーティングレール３２が取り付けられ、このレギュレーティングレール３２に貼り付けられたジャックストップフェルト２９によって、ジャック２６の回動範囲が規制されている。
【００１８】
また、鍵盤楽器の全幅に亘って延在するレギュレーティングレール３２には、スクリュウ３３により上下方向の位置が調整可能とされたレギュレーティングボタン３４が取り付けられている。レギュレーティングボタン３４の下端面には、ウイペン２３が所定位置まで回動したときにジャック小２６ｂの先端部が当接するようになっている。
【００１９】
Ｃ．ハンマアッセンブリの構成
次に、図中符号４１はハンマアッセンブリ４０の基部を構成するバットである。バット４１は、センターレール１６に取り付けたバットフレンジ４２にセンターピン４２ａを介して回動自在に取り付けられている。バット４１には、斜め上方へ向けて延在するハンマ４３が取り付けられている。
【００２０】
図２に示すように、ハンマ４３は、ハンマシャンク４３ａを有しており、ハンマシャンク４３ａの先端には結合部材４３ｂが取り付けられている。結合部材４３ｂには、押鍵時のハンマ４３の回動方向側（図における左側）、かつハンマシャンク４３ａと直交する方向に延びる重量部材４３ｃが取り付けられている。重量部材４３ｃの重量は、その大きさ、形状および使用材料などを変えることにより、実際のアップライトピアノのフェルトハンマと同様に、低音側から高音側へ移るに従って漸次軽くなるように設定されている。本実施形態では、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、重量部材４３ｃの中間部の外径を変えることにより、ハンマ４３の重量を変化させている。重量部材４３ｃの重量は各鍵１１毎に設定するようにしてもよいが、例えば、鍵盤１２の低音域、中音域および高音域で３段階で重量を設定した場合、低音域では、図３（ａ）に示す外径の大きい重量部材を用い、高音域では、図３（ｃ）に示す外径の小さい重量部材を用い、中音域では、図３（ｂ）に示す重量部材を用いればよい。
【００２１】
図１に戻り、バット４１には、ハンマシャンク４３ａと略直交するキャッチャシャンク４５が取り付けられ、キャッチャシャンク４５の先端部にはキャッチャ４６が取り付けられている。また、バット４１の左上端部には、これを時計方向へ付勢するバットスプリング４７が取り付けられている。さらに、バット４１の下面には、バットアンダーフェルト４１ａとこれを覆うバットアンダースキン４１ｂとが取り付けられ、バットアンダースキン４１ｂにはジャック大２６ａの上端面が当接している。
【００２２】
次に、アクションブラケット５０には、鍵盤楽器の全幅にわたって延在するハンマレール３６が取り付けられ、ハンマレール３６には、ハンマシャンク４３ａを受けて跳返りを防止するハンマパッド３７が取り付けられている。そして、レスト位置においてハンマアッセンブリ４０は、バットスプリング４７の付勢力により、ハンマシャンク４３ａをハンマパッド３７に当接させた状態で保持されている。
【００２３】
また、ウイペン２３の自由端には、レスト位置へ回動復帰するハンマアッセンブリ４０のキャッチャ４６を弾性的に受けとめるバックチェック３８が取り付けられている。さらに、バックチェック３８の隣には、ブライドルワイヤ３９ａが取り付けられ、ブライドルワイヤ３９ａの上端部とキャッチャ４６とはブライドルテープ３９ｂで連結されている。ブライドルテープ３９ｂは、ハンマアッセンブリ４０の回動復帰をウイペン２３の回動復帰に追従させることにより、ハンマアッセンブリ４０の跳ね返りに起因する被打撃部６０の二度打ちを防止するためのものである。
【００２４】
Ｄ．ダンパー機構の構成
この鍵盤楽器では、弦がないためにダンパー機構は不要であるが、鍵タッチ感をアップライトピアノと同等にするために、押鍵に連動するダンパー機構１５を設けている。図中符号５１はダンパーレバーであり、ダンパーレバー５１は、センターレール１６に取り付けられたダンパーフレンジ５２によって回動自在に支持されている。また、ダンパーレバー５１は、ダンパーレバーフレンジ５２に取り付けたダンパーレバースプリング５４によって反時計方向へ付勢されている。また、ウイペン２３の端部には、上端部をダンパーレバー５１の下端部に接触させたダンパースプーン５５が取り付けられており、押鍵するとダンパースプーン５５がダンパーレバー５１をダンパーレバースプリング５４の付勢力に抗して時計方向に回動させるようになっている。
【００２５】
また、図中符号５６はダンパーロッドであり、ラウドペダル（図示略）と連結されている。ダンパーロッド５６は、演奏者がラウドペダルを踏むことにより回動させられ、各鍵１１毎に設けられたダンパーレバー５１を全て図中時計方向へ回動させる。そして、レバー５７を時計方向へ回動させた状態では、押鍵してもダンパースプーン５５はダンパーレバー５１に達しないようになっている。
【００２６】
Ｅ．被打撃部の構成
次に、被打撃部６０の構成について説明する。図１に示すように、アクションブラケット５０には、鍵盤楽器の全幅に亘って延在するブラケット６１が取り付けられている。ブラケット６１は、例えば鋳鉄などの減衰性の高い材料で構成してもよい。ブラケット６１の一方の面には、ゴムやウレタンなどの合成樹脂で構成された減衰材６２が取り付けられ、減衰材６２の表面には、ゴム、合成樹脂、皮革、クロス、フェルトなどで構成された緩衝材６３が取り付けられている。
【００２７】
Ｆ．実施の形態の動作
次に、上記構成の鍵盤楽器の動作について説明する。
まず、押鍵が行われるとキャプスタン９がウイペン２３を突き上げ、これをピン２２ａを中心として反時計方向に回動させる。これにより、ジャック大２６ａがバット４１を突き上げてハンマアッセンブリ４０を反時計回りに回動させ、ハンマ４３が被打撃部６０を打撃する。その際、押鍵された鍵１１の運動をセンサが検出することにより、その鍵１１に対応する音色および音高、並びに押鍵強度に対応する音量を有する楽音がスピーカやヘッドホンから発せられる。
【００２８】
ここで、ジャック大２６ａがハンマアッセンブリ４０を回動させている間に、ジャック小２６ｂがレギュレーティングボタン３４に当接する。これにより、ジャック２６は、レギュレーティングボタン３４との当接部を作用点としてピン２６ｃを中心に時計方向へ回動し、これにより、ジャック大２６ａの上端面がバット４１の下面から図中右方向へ逃げ、バット４１との非当接位置に移動する。そして、ハンマ４３が被打撃部６０を打弦した後のハンマアッセンブリ４０の回動復帰の動作は、キャッチャー４６がバックチェック３８に当接することにより一時的に停止する。そして、ジャック２６は鍵１１の復帰動作に伴うウイペン２３の回動復帰に連動し、ジャック大２６ａの上端部が再びバット４１の下部に入り込んで次の打撃動作を可能にする。
【００２９】
このように鍵１１を押下すると、ジャック２６がバット４１から抜けるように離脱するアコーステックピアノと同等の鍵タッチ感を得ることができる。また、ウイペン２３が反時計方向に回動すると、ダンパースプーン５５がダンパーレバー５１をダンパーレバースプリング５４の付勢力に抗して時計方向に回動させるから、その付勢力が演奏者に伝わってさらにリアルな鍵タッチ感を得ることができる。
【００３０】
上記構成の鍵盤楽器では、ハンマ４３以外の構成は、従来のアップライトピアノと同じであり、また、アップライトピアノのフェルトハンマに相当する重量部材４３ｃはアップライトピアノのものと同じ重量であり、かつアップライトピアノとほぼ同じ位置に配置されている。従って、ハンマ４３の重量および重心位置がアップライトピアノとほぼ同じとなり、アップライトピアノに限りなく近い鍵タッチ感を得ることができる。
【００３１】
また、ハンマシャンク４３ａの部分を被打撃部６０に打撃させることにより、打鍵時のハンマ４３の回動をストップするようにしたので、重量部材４３ｃを打撃させることより、ハンマ４３の回動をストップするようにした場合と比較して装置の奥行きを小さくすることが可能である。また、重量部材４３ｃが被打撃部６０に対して正確に垂直に打撃しないと、ハンマシャンク４３ａの軸線を中心とする曲げモーメントが生じるが、ハンマーシャンク４３ｃを打撃させることによりこの問題が解消され、ハンマ４３の耐久性を向上させることができる。
【００３２】
Ｇ．変形例
本発明は、上述した実施形態に限定されず、以下のような種々の変形が可能である。
【００３３】
（１）ハンマシャンク４３ａ、結合部材４３ｂおよび重量部材４３ｃを一体的に構成することができ、それらに加えてバット４１さらにはキャッチャー４６も一体的に構成することができる。
【００３４】
（２）被打撃部６０における緩衝材６３の表面に、ハンマシャンク４３ａで打撃されたときに打撃力に対応する電気信号を発生する圧電素子を設けるようにしてもよい。この圧電素子の出力信号を楽音波形発生回路（楽音信号発生手段）に出力し、楽音波形発生回路において、当該圧電素子に割り当てられた音色および音高を有する楽音波形をスピーカやヘッドホンに出力するようにしてもよい。その際に楽音波形発生回路は、圧電素子から出力される出力信号の強弱によって音量を設定するようそいてもよい。
【００３５】
（３）また、上述したハンマ４３の代わりに、図４に示すようなハンマ１４３を用いるようにしてもよい。同図に示すように、ハンマ１４３はハンマシャンク４３ａを有しており、ハンマシャンク４３ａの先端にはシャンク結合部材１４３ｂが取り付けられている。シャンク結合部材１４３ｂには、押鍵時のハンマ１４３の回動方向側（図における左側）、かつハンマシャンク４３ａの軸方向と直交する方向に延びる中間結合部材１４３ｃが取り付けられている。ここで、シャンク結合部材１４３ｂには、ネジ穴１４３ｄが形成されており、また中間結合部材１４３ｃのシャンク結合部材１４３ｂ側の端部にはネジ１４３ｅが形成されている。この構成の下、ネジ穴１４３ｄにネジ１４３ｅが螺合されることにより、シャンク結合部材１４３ｂと中間結合部材１４３ｃが取り付けられている。これにより中間結合部材１４３ｃを図中矢印方向に移動させることができるようになっているとともに、中間結合部材１４３ｃをシャンク結合部材１４３ｂから取り外すことも可能となっている。
【００３６】
中間結合部材１４３ｃの他端側には、重量部材１４３ｆが取り付けられている。重量部材１４３ｆの重量は、その大きさや使用材料を変えることにより、実際のアップライトピアノのフェルトハンマと同様に、低音側から高音側へ移るに従って漸次軽くなるように設定されている。あるいは、重量部材１４３ｆの表面に機械加工を施すことによって、各重量部材１４３ｆの重量を変えることもできる。たとえば、重量部材１４３ｆの形状を変えて重量を変えるようにすることもでき、あるいは、全周に溝を形成して重量を変えることもできる。また、各重量部材１４３ｆ毎に重量を変えるのではなくて、鍵盤１２の低音域、中高音域および高音域で３段階の重量を設定しても良い。
【００３７】
この構成によれば、中間結合部材１４３ｃを図４中の矢印方向に移動、つまり中間結合部材１４３ｃの先端に取り付けられた重量部材１４３ｆを移動させることができる。これにより、ハンマ４３の重心位置を容易に調整することが可能となる。また、シャンク結合部材４３ｂから中間結合部材１４３ｃおよび重量部材１４３ｆを取り外して、重さ等が異なる他の重量部材が取り付けられた中間結合部材１４３ｃをネジ止めすることも可能であり、重心位置だけでなく重量の変更も容易に行うことができる。
【００３８】
（４）また、上述した実施形態におけるハンマ４３の代わりに、図５に示すようなハンマ１００を用いるようにしてもよい。ハンマ１００は、ハンマシャンク４３ａを有しており、ハンマシャンク４３ａの先端には、シャンク結合部材１００ｂが取り付けられている。シャンク結合部材１００ｂには、ハンマ１００の打撃時の回動方向側（図における左側）、かつハンマシャンク４３ａの軸方向と直交する方向に延びる中間結合部材１００ｃが取り付けられている。中間結合部材１００ｃの外周にはネジ１００ｄが形成されており、このネジ１００ｄにネジ穴１００ｅを有する重量部材１００ｆが螺合されている。ここで、重量部材１００ｆの重量は、実際のアップライトピアノのフェルトハンマと同様に、低音側から高音側へ移るに従って漸次軽くなるように設定されている。この構成の下、重量部材１００ｆを回転させることにより、重量部材１００ｆを中間結合部材１００ｃに沿って移動させることができ、ハンマ１００の重心位置を容易に調整することが可能となる。また、中間結合部材１００ｃから重量部材１００ｆを取り外して、重量等の異なる重量部材を中間結合部材１００ｃにネジ止めすることも可能であり、重心位置だけでなく、重量の変更も容易に行うことができる。
【００３９】
（５）また、上述した実施形態において、ハンマ４３の重量部材４３ｃを均一の材質で形成せずに、実際のアップライトピアノのハンマヘッドの重量配分と同等になるように比重の異なる複数の材質で形成するようにしてもよい。
【００４０】
（６）また、本発明は、鍵盤楽器と同様の鍵盤を備えていながらも、鍵を押したときの音を小さくしたり、鍵を押しても音が発生しないようにしたアップライトピアノ型の鍵盤楽器の練習装置にも適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、よりアップライトピアノに近いリアルな鍵タッチ感を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る鍵盤楽器を示す側断面図である。
【図２】  前記鍵盤楽器の構成要素であるハンマの例を示す図である。
【図３】  前記ハンマの構成要素である重量部材の例を示す図である。
【図４】  前記鍵盤楽器の変形例におけるハンマを示す図である。
【図５】  前記鍵盤楽器の他の変形例におけるハンマを示す図である。
【図６】  従来の鍵盤楽器を示す側断面図である。
【図７】  アップライトピアノを示す側断面図である。
【符号の説明】
１１…鍵、１２…鍵盤、１３…アクション機構、１５…ダンパー機構、４０…ハンマアッセンブリ、４３…ハンマ、４３ａ…ハンマシャンク、４３ｂ…結合部材、４３ｃ…重量部材、１００…ハンマ、１００ａ…ハンマシャンク、１００ｂ…シャンク結合部材、１００ｃ…中間結合部材、１００ｆ…重量部材、１４３ｂ…シャンク結合部材、１４３ｃ…中間結合部材、１４３ｆ…重量部材
【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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