(57)【要約】【課題】  音楽的表現力を向上させたオルゴールを提供する。【解決手段】  オルゴール１は、はじかれて振動する振動板１２２ｎと、所定の回転軸回りに一定の速度で回転し、振動板１２２ｎに係合して振動板１２２ｎを変形させた後、振動板１２２ｎから離脱することにより振動板１２２ｎをはじいて発音させるピン１３２を有するシリンダ１３と、を備える。発生させる音の強度に応じて、振動板１２２ｎとピン１３２との引っかかり深さｅが設定され、引っかかり深さｅに応じて、前記回転方向におけるピン１３２の位置が設定される。【選択図】図１０Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
はじかれて振動する振動板と、
所定の回転軸回りに一定の速度で回転し、前記振動板に係合して前記振動板を変形させた後、前記振動板から離脱することにより前記振動体をはじいて発音させる突部を有する励振手段と、を備え、
発生させる音の強度に応じて、前記振動板と前記突部との係合量が設定され、
前記係合量に応じて、前記回転方向における前記突部の位置が設定されている、オルゴール。
【請求項２】
請求項１に記載のオルゴールにおいて、
前記発生させる音の強度が第１の強度より大きな第２の強度である場合の前記係合量は、前記発生させる音の強度が前記第１の強度である場合の前記係合量に比べて大きく設定され、
前記発生させる音の強度が前記第２の強度である場合の前記突部の配置位置は、前記発生させる音の強度が前記第１の強度である場合の前記突部の配置位置から見て、前記励振手段の回転方向における前方に設定されている、オルゴール。
【請求項３】
請求項２に記載のオルゴールにおいて、
前記発生させる音の強度が前記第２の強度である場合の前記突部の配置位置と前記発生させる音の強度が前記第１の強度である場合の前記突部の配置位置とのずれが、前記発生させる音の強度が前記第２の強度である場合の前記係合量と前記発生させる音の強度が前記第１の強度である場合の前記係合量との差に比例する、オルゴール。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載のオルゴールにおいて、
音の発生するタイミングを表すタイミング情報及び強度を表す強度情報をそれぞれ含む複数の音符情報からなる楽譜情報及び前記励振手段の寸法に基づいて、前記係合量及び前記突部の配置位置が計算されている、オルゴール。
【請求項５】
請求項４に記載のオルゴールにおいて、
前記強度情報が表す強度の増大に伴って、前記係合量が指数関数的に増大する、オルゴール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オルゴールに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記特許文献１に記載されているように、振動板をはじいて発音するオルゴールは知られている。このオルゴールは、一般的なオルゴールと同様に、各音高に対応した複数の振動板と、前記振動板に対向して配置され、一定方向に回転するシリンダを有する。このシリンダの表面に突起状の複数の爪が設けられている。これらの爪は、所定の楽曲の楽譜の各音符に応じた位置にそれぞれ設けられている。シリンダが回転することにより、爪が振動板の端部をはじく。つまり、爪が振動板の端部に係合して振動板を変形させた後、爪が振動板から離脱する。これにより、振動板が振動する。振動板は、共鳴箱に支持されており、振動板の振動が共鳴箱にて増幅されて放音される。爪と振動板との係合量（爪が振動板に引っかかる深さ）は、すべての爪及び振動板に関して同一である。したがって、爪が振動板から離脱する直前の振動板の変形量は一定であり、はじかれた振動板の振幅の最大値は一定である。
【０００３】
これらの振動板は、共鳴体（響板）に支持されている。振動板の振動が共鳴体に伝達されて、共鳴体にて増幅され、共鳴体から音が発せられる。振動板と共鳴体の間には、振動板の振動を共鳴体に伝達する伝達部材が挟み込まれている。振動の伝達特性の異なる複数の伝達部材を備えている。用途（例えば楽曲の種類）に適した伝達部材を選択して交換することができる。これにより、共鳴体から発せられる音の特性（強度、音質など）を用途に適した状態に設定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７１１３２号公報
【発明の概要】
【０００５】
上記従来のオルゴールにおいては、オルゴール全体としての音の特性を設定できるだけであって、楽曲の演奏中に発せられる音ごとにその特性を設定することはできない。例えば、音ごとに音の強度を設定することができない。よって、上記従来のオルゴールは、音楽的表現力に乏しい。
【０００６】
本発明は上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、音楽的表現力を向上させたオルゴールを提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、はじかれて振動する振動板（１２２ｎ）と、所定の回転軸回りに一定の速度（ω）で回転し、前記振動板に係合して前記振動板を変形させた後、前記振動板から離脱することにより前記振動体をはじいて発音させる突部（１３２）を有する励振手段（１３）と、を備え、発生させる音の強度（ｖ）に応じて、前記振動板と前記突部との係合量（ｅ）が設定され、前記係合量に応じて、前記回転方向における前記突部の位置（θ）が設定されている、オルゴール（１）としたことにある。
【０００８】
この場合、前記発生させる音の強度が第１の強度（ｖ０）より大きな第２の強度である場合の前記係合量は、前記発生させる音の強度が前記第１の強度である場合の前記係合量に比べて大きく設定され、前記発生させる音の強度が前記第２の強度である場合の前記突部の配置位置は、前記発生させる音の強度が前記第１の強度である場合の前記突部の配置位置から見て、前記励振手段の回転方向における前方に設定されているとよい。
【０００９】
また、この場合、前記発生させる音の強度が前記第２の強度である場合の前記突部の配置位置と前記発生させる音の強度が前記第１の強度である場合の前記突部の配置位置とのずれが、前記発生させる音の強度が前記第２の強度である場合の前記係合量と前記発生させる音の強度が前記第１の強度である場合の前記係合量との差に比例するとよい。
【００１０】
また、この場合、音の発生するタイミングを表すタイミング情報及び強度を表す強度情報をそれぞれ含む複数の音符情報からなる楽譜情報及び前記励振手段の寸法に基づいて、前記係合量及び前記突部の配置位置が計算されているとよい。
【００１１】
また、この場合、前記強度情報が表す強度の増大に伴って、前記係合量が指数関数的に増大するとよい。
【００１２】
上記のように構成した本発明に係るオルゴールにおいては、楽譜に示された各音の強度に応じて、各突部と振動板との係合量を設定している。前記係合量が大きいほど、振動板がはじかれる直前における変形量が大きくなる。これにより、楽譜に示された各音の強度に応じた振幅にて振動板を振動させる。単に、前記係合量を楽譜に示された各音の強度に応じて設定しただけでは、前記係合量が大きいほど、突部が振動板に当接してから振動板がはじかれるまでの時間が長い。したがって、音の発生するタイミングが楽譜に示されたタイミングからずれる場合がある（図１０Ｃ参照）。そこで、本発明においては、前記係合量に応じて突部の位置を設定している。これにより、楽譜に示された各音符のタイミングにて各音を発生させることができる。よって、従来のオルゴールに比べて、本発明に係るオルゴールの音楽的表現力が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発の一実施形態に係るオルゴールの本体部の斜視図である。
【図２】本体部の前端部を拡大した側面図である。
【図３】櫛歯の平面図である。
【図４】振動板とピンとの係合部を拡大した側面図である。
【図５】楽譜を構成する各音符のタイミング、音高及び強度の一例を示す表である。
【図６Ａ】突出高さの小さいピンによって振動板がはじかれる際の振動板の変形量を説明する概略図である。
【図６Ｂ】突出高さの大きいピンによって振動板がはじかれる際の振動板の変形量を説明する概略図である。
【図７Ａ】楽譜に示された音の強度とピンの突出高さとの関係の一例を示すグラフであって、突出高さが音の強度に比例する場合の例を示すグラフである。
【図７Ｂ】楽譜に示された音の強度とピンの振幅との関係の一例を示すグラフであって、振幅が音の強度に比例しない場合の例を示すグラフである。
【図８Ａ】楽譜に示された音の強度とピンの突出高さとの関係の一例を示すグラフであって、音の強度が増大するに従って突出高さが指数関数的に増大する場合の例を示すグラフである。
【図８Ｂ】楽譜に示された音の強度とピンの振幅との関係の一例を示すグラフであって、振幅が音の強度に比例する場合の例を示すグラフである。
【図９】シリンダの平面図である。
【図１０Ａ】基準のピンを用いた場合に、正規のタイミングにて振動板がはじかれる様子を示す概略図である。
【図１０Ｂ】基準のピンよりも突出高さの大きいピンを用いた場合に、正規のタイミングよりも遅れて振動板がはじかれる様子を示す概略図である。
【図１０Ｃ】基準のピンよりも突出高さの大きいピンを用いた場合に、正規のタイミングにて振動板がはじかれる様子を示す概略図である。
【図１１】タイミングの遅れを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係るオルゴール１について説明する。オルゴール１は、図１に示す本体部１０と図示しない共鳴箱を有する。本体部１０は、フレーム１１、櫛歯１２、シリンダ１３、及び駆動装置１４を備える。
【００１５】
フレーム１１は、本体部１０を構成する他の部材を支持する。フレーム１１は、その平面視において略正方形を呈する。以下の説明において、フレーム１１の一方の辺に沿う方向を前後方向と呼び、前記前後方向に垂直な辺に沿う方向を左右方向と呼ぶ（図１参照）。また、前後方向及び左右方向に垂直な方向を上下方向と呼ぶ（同図参照）。フレーム１１の下面は平面状に形成されている。フレーム１１の下面が図示しない共鳴箱に当接した状態で、本体部１０が共鳴箱に固定される。フレーム１１の上面における後端部には、櫛歯１２を支持する台座部１１ａが形成されている。また、フレーム１１の上面における前端部には、シリンダ１３を支持する支持部１１ｂが形成されている。
【００１６】
櫛歯１２は、基部１２１及び振動板１２２ｎ＝Ｃ，Ｃ＃，Ｄ，・・・を有する。基部１２１は、板状に形成され、台座部１１ａに固定されている。振動板１２２ｎ＝Ｃ，Ｃ＃，Ｄ，・・・は基部１２１の前端面から前方へそれぞれ延びる細長い板状部である。振動板１２２ｎ＝Ｃ，Ｃ＃，Ｄ，・・・は、台座部１１ａの前方へ張り出している。つまり、振動板１２２ｎの後端部が固定端であり、振動板１２２ｎの前端部が自由端である。なお、以下の説明において、符号の添え字である「ｎ」は、その符号が付された部材に割り当てられた音高を表している。振動板１２２ｎの長さ（前後方向の寸法）は、音高ｎに応じて設定されている。すなわち、各振動板１２２ｎの固有振動数が、各振動板１２２ｎに割り当てられた音高ｎの周波数に一致している。また、図２及び図３に示すように、振動板１２２ｎ＝Ｃ，Ｃ＃，Ｄ，・・・の前端の前後方向における位置は同一である。振動板１２２ｎ＝Ｃ，Ｃ＃，Ｄ，・・・は、左右方向に並べられている。各振動板１２２ｎの間隔ｄは一定である。また、振動板１２２ｎ＝Ｃ，Ｃ＃，Ｄ，・・・の幅Ｗ（左右方向の寸法）は同一である。振動板１２２ｎの前端部は、図４に示すように、楔形状を呈するように形成されている。すなわち、振動板１２２ｎの前端部の上面は他の部分と同一平面内に位置しており、振動板１２２ｎの前端部において後端側から前端側へ向かうに従って上下方向の寸法（板厚）が小さくなっている。
【００１７】
シリンダ１３は、櫛歯１２の前方にて、櫛歯１２に対向している。シリンダ１３は、筒状部１３１と複数のピン１３２を有する。なお、図２においては、１つのピン１３２のみを示し、他のピン１３２を省略している。筒状部１３１は、円筒状に形成された胴部１３１ａを有する。胴部１３１ａの中心軸は、左右方向に平行である。胴部１３１ａの左右の端部は、円形の蓋部材１３１ｂによって閉じられている。この蓋部材１３１ｂには、左右方向に延びる軸部１３１ｃが形成されている。軸部１３１ｃの中心軸は、胴部１３１ａの中心軸に一致している。軸部１３１ｃが、支持部１１ｂに設けられた貫通孔Ｈ（図１参照）に挿入される。つまり、筒状部１３１は、その中心軸回りに回転可能に、支持部１１ｂに支持されている。筒状部１３１は、後述する駆動装置１４によって駆動されて、図２における反時計回り方向に、その中心軸線回りに一定の回転角速度ωで回転する。筒状部１３１の中心軸と各振動板１２２ｎの前端との前後方向の距離は、筒状部１３１の半径よりもわずかに大きい。つまり、非振動時の振動板１２２ｎの前端と胴部１３１ａの外側の表面との間にはわずかな隙間δが形成されている（図４参照）。また、筒状部１３１の中心軸の上下方向における位置は、櫛歯１２の下面の上下方向における位置よりも少し下方に設定されている。
【００１８】
ピン１３２は、胴部１３１ａの表面から外側へ突出した円柱状に形成されている。ピン１３２の延設方向は、胴部１３１ａの表面の法線方向に一致する。各ピン１３２は、演奏する楽曲の楽譜を構成する各音符に対応している。つまり、各ピン１３２は、いずれかの振動板１２２ｎに対応している。シリンダ１３が回転することにより、各ピン１３２が、振動板１２２ｎに係合して、振動板１２２ｎをはじく。胴部１３１ａの表面からの各ピン１３２の突出高さｈは、詳しくは後述するように、楽譜に示された音の強度であって、各ピン１３２が対応する音符が表す音の強度（音量）にそれぞれ応じて決定されている。なお、振動板１２２ｎとピン１３２との引っかかり深さｅ（図４参照）が、本発明の係合量に相当する。引っかかり深さｅは、突出高さｈから隙間δの長さを減算することにより得られる。また、詳しくは後述するように、各ピン１３２の配置位置であって、シリンダ１３における中心軸線方向の位置ｆ及び周方向の位置θ（図９及び図１０Ｃ参照）は、各ピン１３２が対応する音符が表す音の高さ（音高）及び発音タイミング（曲頭からの経過時間）にそれぞれ応じて決定されている。本実施形態では、楽譜を表す情報として、標準ＭＩＤＩデータファイルを用いる。すなわち、標準ＭＩＤＩデータファイルから、ノートオン情報及びタイミング情報を抽出し、前記抽出した情報に基づいて、各音符Ｎが表す音の発音タイミングｔｏｎ、音高ｐ、及び強度ｖ（押鍵速度）を決定する（図５参照）。そして、前記決定した各音符に関する情報に基づいて各ピン１３２の突出高さｈ及び位置ｆ，θを計算する。上記の処理（各音符に関する情報及びピンの配置位置の決定）は、専用のソフトウェアが組み込まれたコンピュータによって実行される。
【００１９】
つぎに、１つの音符Ｎに対応するピン１３２の突出高さｈの決定手順について具体的に説明する。ピン１３２の突出高さｈは、強度ｖに応じて決定される。図６Ａに示すように、ピン１３２が振動板１２２ｎを変形させた後に離脱することにより、振動板１２２ｎがはじかれて振動し、音が発せられる。図６Ｂに示すように、ピン１３２の突出高さｈを図６Ａよりも大きくすれば（つまり、引っかかり深さｅを大きくすれば）、ピン１３２は、図６Ａより大きく振動板１２２ｎを変形させた後に振動板１２２ｎから離脱する。これにより、振動板１２２ｎが図６Ａよりも大きく振動して発せられる音の強度が大きくなる。すなわち、振動板１２２ｎの振動初期の振幅ａ（実際に発生される音の音量）は、突出高さｈ（引っかかり深さｅ）に依存する。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、ピン１３２は、シリンダ１３の中心軸回りに回転しており、且つその突出方向は胴部１３１ａの表面の法線方向に一致している。したがって、振動板１２２ｎの振幅ａは、突出高さｈ（引っかかり深さｅ）に比例しない。つまり、図７Ａに示すように、強度ｖに比例するように突出高さｈを設定した場合には、図７Ｂに示すように、振動板１２２ｎの振幅ａが強度ｖに比例しない。すなわち、図７Ｂにおいて、強度ｖが増大するに従って、振幅ａの変化率が徐々に小さくなっていく。そこで、本実施形態では、図８Ａに示すように、強度ｖが増大するに従って前記突出高さｈが指数関数的に増大するような演算式（又はテーブル）を用いて突出高さｈが決定される。これにより、図８Ｂに示すように、強度ｖと振幅ａとを比例させることができる。
【００２０】
つぎに、シリンダ１３の中心軸線方向におけるピン１３２の位置ｆの決定手順について具体的に説明する。具体的には、最低音である振動板１２２ｎ＝Ｃ３に対応した基準のピン１３２の位置を基準位置ｆ０とする。この基準位置ｆ０から見た音高ｐに対応したピン１３２の位置ｆ（図９参照）は、音符Ｎの音高ｐと基準である最低音の音高ｐ０との音高差に間隔ｄを乗算することにより得られる。
【００２１】
つぎに、シリンダ１３の周方向におけるピン１３２の位置θの決定手順について具体的に説明する。上記のように、本実施形態では、楽譜に示された各音の強度ｖに応じてピン１３２の突出高さｈを設定している。図１０Ａに示すように、シリンダ１３が曲頭から「α」だけ回転したとき、突出高さｈが基準強度ｖ０（例えば中央値である「６４」（図８Ａ参照））に対応した基準の突出高さｈ０である基準のピンＰが振動板１２２ｎをはじくと定義する。つまり、図１１に示すように、基準のピンＰによって振動板１２２ｎがはじかれるタイミングが、音符Ｎのタイミングｔｏｎに一致するものとする。すなわち、タイミングｔｏｎは、「α／ω」と表記できる。ここで、図１０Ｂに示すように、強度ｖが基準強度ｖ０よりも大きい強度ｖ１であった場合について考察する。この場合、ピン１３２の突出高さｈ１は、基準の突出高さｈ０よりも大きい。よって、この場合、図１０Ａに示す例に比べて引っかかり深さｅが大きい。したがって、図９Ｂに破線にて示すように、ピン１３２が基準のピンＰと同一の位置に設けられている場合、シリンダ１３の回転角度が「α」であるときには、未だ振動板１２２ｎがはじかれない。同図に実線にて示すように、シリンダ１３がさらに「β」だけ回転したとき、振動板１２２ｎがはじかれるとする。すなわち、図１１に示すように、ピン１３２の突出高さｈ１が基準の突出高さｈ０よりも大きいとき、振動板１２２ｎがはじかれるタイミングが前記音符のタイミングｔｏｎより遅れる。そこで、図１０Ｃに示すように、突出高さｈ１のピン１３２を、基準のピンＰが配置される位置から見て、シリンダ１３の回転方向における前方に配置すれば、楽譜に示された通り、音符Ｎのタイミングｔｏｎにて振動板１２２ｎがはじかれる。
【００２２】
一方、図１０Ｂの例とは逆に、強度ｖが基準強度ｖ０よりも小さい場合には、ピン１３２の突出高さｈ１が基準の突出高さｈ０よりも小さい。この場合、振動板１２２ｎがはじかれるタイミングが早まる。したがって、この場合、基準のピンＰが配置される位置から見て、シリンダ１３の回転方向における後方に、突出高さｈ１が基準の突出高さｈ０よりも小さいピン１３２を配置すればよい。
【００２３】
つまり、曲頭の位置から見た位置θは、回転角度αから回転角度βを減算することにより得られる。言い換えれば、位置θは、基準強度ｖ０に対応した突出高さｈ０と楽譜に示された音の強度ｖに対応した突出高さｈとの差に所定の比例定数を乗算することにより得られる。この比例定数は、シリンダ１３の直径に反比例する。
【００２４】
駆動装置１４は、回転駆動装置（例えば、電動モータ、ゼンマイなど）を備える。この回転駆動装置の出力（回転力）が複数の歯車からなる減速装置を介してシリンダ１３に伝達され、シリンダ１３が回転する。
【００２５】
上記のように構成したオルゴール１においては、楽譜に示された各音の強度ｖに応じて、各ピン１３２の突出高さｈ（引っかかり深さｅ）を設定している。これにより、各音の強度ｖに応じた振幅ａにて振動板１２２ｎを振動させる。つまり、楽譜に示された各音の強度にて、各音を発生させることができる。単に、ピン１３２の長さを強度ｖに応じて設定しただけでは、音の発生するタイミングが楽譜に示されたタイミングｔｏｎからずれる場合がある（図１０Ｃ）。そこで、本実施形態では、突出高さｈ（引っかかり深さｅ）に応じて各ピン１３２の位置θを設定している。楽譜に示された各音符のタイミングにて各音を発生させることができる。よって、従来のオルゴールに比べて、オルゴール１の音楽的表現力が高い。
【００２６】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００２７】
例えば、上記実施形態では、標準ＭＩＤＩデータファイルに基づいて各音符Ｎのタイミングｔｏｎ、音高ｐ、及び強度ｖを決定している。しかし、楽譜を構成する各音符に関する情報を決定（抽出）する方法は、上記実施形態に限られない。例えば、印刷された楽譜に基づいて、ユーザが、各音符に関する情報をコンピュータに手入力し、前記手入力された情報に基づいて、ピン１３２の突出高さｈ及び配置位置が決定されてもよい。
【００２８】
また、ピン１３２は、胴部１３１ａと一体的に形成されてもよいし、胴部１３１ａとは別に製造されたピン１３２を胴部１３１ａに組み付けてもよい。例えば、同じ長さの複数のピン１３２を製造するとともに、各ピン１３２の位置ｆ，θに応じて、胴部１３１ａに貫通孔を設けておき、ピン１３２を前記貫通孔に挿入するとよい。この場合、各ピン１３２の突出高さｈに応じて、ピン１３２の前記貫通孔への挿入深さを調整すればよい。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・オルゴール、１０・・・本体部、１１・・・フレーム、１２・・・櫛歯、１３・・・シリンダ、１４・・・駆動装置、１２２ｎ・・・振動板、１３１・・・筒状部、１３１ａ・・・胴部、１３２・・・ピン、ａ・・・振幅、ｄ・・・間隔、ｆ，θ・・・位置、ｆ０・・・基準位置、ｎ・・・音高、Ｎ・・・音符、ｐ・・・音高、Ｐ・・・基準のピン、ｔｏｎ・・・タイミング、ｖ・・・強度、ｖ０・・・基準強度、ω・・・回転角速度
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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