(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地導体上の給電部に接続され、該接地導体平面に略垂直に立設された非直線状の第１の立ち上り部と、
上記接地導体上の短絡部に接続され、該接地導体平面に略垂直に立設した非直線状の第２の立ち上り部と、
上記第１の立ち上り部と上記第２の立ち上り部の開放端間に直線或いは非直線状に配設され、上記接地導体と略平行になされて一体とされた平行部とを具備したアンテナ装置であって、
上記第１の立ち上がり部と上記第２の立ち上り部にバネ力を付与する様に形成させたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の立ち上り部を螺旋状となし、緩衝性を持たせる様に形成させたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記アンテナ装置の前記第１及び第２の立ち上り部を携帯無線機の第１の筐体に配設し、
前記給電部及び前記短絡部を配設した第２の筐体を前記第１及び第２の立ち上がり部に対向させる様に成したことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記アンテナ装置の平行部を携帯無線機の第１の筐体に配設し、
前記第１及び第２の立ち上り部を第２の筐体に配設したことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の立ち上り部を誘電体棒に巻回形成したことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の立ち上り部並びに前記平行部より成るアンテナ装置を携帯無線機或は無線通信用ＰＣカードに配設したことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の立ち上り部並びに前記平行部からなるアンテナ装置を携帯無線機の外部コネクタの外壁を囲繞する様に配設したものことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項８】
供給部及び前記短絡部を別体の接地導体に形成したことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はループアンテナの小型化に係わり、特に接地導体を用いて小型化を図ったアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からアンテナ装置に於いて、図１４に示す様な１波長ループアンテナ素子１の電気的な寸法を変えずに物理的な寸法を小さくさせるために図１５に示す様に接地導体３を用いて、ループアンテナ素子１ａを１／２波長とし、このループアンテナ素子１ａの一端を短絡部４とし、他端を給電部２とし、給電部２から１／２波長ループアンテナ素子１ａと短絡部４を介して接地導体３へ給電を行なう様に構成して、物理的にループアンテナ素子１ａの長さを略半分として小型化を図ったアンテナ装置が広く利用されている。
【０００３】
上述のアンテナ装置の具体的構成を図１６に示す。図１６で略コ字状に折り曲げられた１／２波長ループアンテナ素子１ａの一端は給電部２に、短絡部４は接地導体３に接続され、略コ字状に折り曲げられた１／２波長ループアンテナ素子１ａは線状導体で構成され、両側の立ち上り部５Ｌ及び５Ｒ間に接地導体３と平行に成された直線状の線状導体から成る平行部６とで構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の図１６で説明した様に接地導体３を用いて小型化を図ったアンテナ装置の場合に、例えば携帯電話機等の携帯無線機に用いられる８００ＭＨｚ帯でも線状導体部６ａの長さは８０ｍｍ、立ち上り部５Ｌ及び５Ｒの高さは４０ｍｍとなり、小型化の動向を反映した携帯無線機等に内蔵させる内部アンテナ装置としては物理的寸法が大きく、携帯無線機筺体に内蔵させることが難しくなってきている。
【０００５】
また、ＰＣＭＣＩＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ＭｅｍｏｒｙＣａｒｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）等の規格に準拠したＰＣカード９は図１７に示す様にノートブック型パソコン（以下ノート型ＰＣ７と記す）に設けられたＰＣカードスロット８に挿入されて用いられ、その他ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や携帯電話機等に利用されている。
【０００６】
この様なＰＣカード９には無線通信用のアンテナ部１０を有している。このＰＣカード９を用いて無線通信を行う場合には、図１８に示す様にアンテナ素子１をアンテナ部１０から起立させて用いる構成や図１９に示す様にアンテナ素子１にメアンダ状のパターンをアンテナ部１０のカード基板にパターンニングしたものなどが知られている。
【０００７】
しかし、図１８のようなアンテナ構成では、使用の度にアンテナを起立させる必要があり、またこの様なＰＣカード９をノート型ＰＣ７に挿入した際は外部への出っ張りが大きいため、ノート型ＰＣ７の携帯性、操作性が損なわれるという点で課題があった。
【０００８】
また、図１９のようなアンテナ構成では、自由空間では良好な特性を示すが、ノート型ＰＣ７のＰＣカードスロット８に挿入した状態で、ノート型ＰＣ７の影響を受けやすく受信感度が低下するという欠点があった。また図１８のようなアンテナ構成と同様ノート型ＰＣ７に挿入した際のアンテナ部１０の外部への出っ張りが大きいため、ノート型ＰＣ７の携帯性、操作性が損なわれるという課題があった。
【０００９】
本発明は叙上の課題を解決するためになされたもので、アンテナ装置を構成するループアンテナ素子の小型化を図って、小型の移動通信用の携帯電話機筺体及びＰＣカード等に内蔵可能なアンテナ装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１のアンテナ装置は接地導体上の給電部に接続され、接地導体平面に略垂直に立設された非直線状の第１の立ち上り部と、接地導体上の短絡部に接続され、接地導体平面に略垂直に立設した非直線状の第２の立ち上り部と、第１の立ち上り部と第２の立ち上り部の開放端間に直線或いは非直線状に配設され、接地導体と略平行になされて一体とされた平行部とを具備したアンテナ装置であって、第１及び第２の立ち上り部にバネ力を付与する様に形成させたものである。
【００１１】
本発明の第２のアンテナ装置は第１の発明において、第１及び第２の立ち上り部を螺旋状となし、緩衝性を持たせる様に形成させたものである。
【００１２】
本発明の第３のアンテナ装置は第１の発明において、アンテナ装置の第１及び第２の立ち上り部を携帯無線機の第１の筐体に配設し、給電部及び短絡部を配設した第２の筐体を第１及び第２の立ち上がり部に対向させる様に成したものである。
【００１３】
本発明の第４のアンテナ装置は第１の発明において、アンテナ装置の平行部を携帯無線機の第１の筐体に配設し、第１及び第２の立ち上り部を第２の筐体に配設したものである。
【００１４】
本発明の第５のアンテナ装置は第１の発明において、第１及び第２の立ち上り部を誘電体棒に巻回形成したものである。
【００１６】
本発明の第６のアンテナ装置は第１の発明において、第１及び第２の立ち上り部並びに平行部より成るアンテナ装置を携帯無線機或は無線通信用ＰＣカードに配設したものである。
【００１７】
本発明の請求項７は第１の発明において、第１及び第２の立ち上り部並びに平行部からなるアンテナ装置を携帯無線機の外部コネクタの外壁を囲繞する様に配設したものである。
【００１８】
本発明の請求項８は第１の発明において、供給部及び短絡部を別体の接地導体に形成したものである。
【００１９】
本発明のアンテナ装置によれば１波長ループアンテナを小型化出来て、移動体通信用の携帯無線機やＰＣカードに用いることが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のアンテナ装置の一形態例を図面に依って詳記する。尚図１４乃至図１９との対応部分には同一符号を付して説明する。
【００２１】
図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の一形態のアンテナ装置を示す斜視図であり、図１（Ａ）で立ち上り部５Ｌ及び５Ｒはピアノ線、リン青銅等の線状導体を螺旋状に形成し、一方の螺旋状に形成した第１の立ち上り部５Ｌを接地導体３の一端に設けた給電部２に電気的に接続し、他方の螺旋状に形成した第２の立ち上り部５Ｒの一端は接地導体３の短絡部４に半田付されて接地電位に落される。
【００２２】
これら螺旋状に形成した両方の第１及び第２の立ち上り部５Ｌ，５Ｒの開放端側には線状導体より成る例えばピアノ線、リン青銅等をジグザグ状に形成したメアンダ状、櫛歯状、鋸歯状、正弦波状等の非直線状（曲線状）とした平行部６ａが配設される。この平行部６ａでは接地導体３の主面に略平行で且つ第１及び第２の立ち上り部５Ｌ及び５Ｒの螺旋状の中心を結ぶ線上（図６の平行部６に対応する）と直交する方向に蛇行した曲線状と成され、図１（Ａ）では櫛歯型としたメアンダ状とした場合である。この平行部６ａの両端を第１及び第２の立ち上り部５Ｌ及び５Ｒの開放端に半田付で接合するか、接触させて接続する。又、立ち上り部５Ｌ及び平行部６ａ並びに立ち上り部５Ｒを一体にコ字状に形成し、接地導体の短絡部４に第２の立ち上り部５Ｒの他端を接地し、第１の立ち上り部５Ｌの他端を給電部２に接続し、給電部２から短絡部４に向かって給電することでアンテナ装置１１を構成する。
【００２３】
上述のアンテナ装置で平行部６ａのジグザグのターン数やジグザグの間隔並びに第１及び第２の立ち上り部５Ｌ，５Ｒの巻き径及び巻き数、ピッチ、高さ等のアンテナ素子の長さを定めるパラメータは使用する周波数帯によって適宜定められる。
【００２４】
例えば、従来の図１６で説明したと同様の８００ＭＨｚ帯の小型ループアンテナの場合の各部の寸法は図１（Ａ）に示す様に第１の立ち上り部５Ｌの螺旋状部の直径が４ｍｍ、第１及び第２の立ち上り部５Ｌ，５Ｒの高さが６ｍｍ、平行部６ａのジグザグ部の幅が６ｍｍ、長さが３５ｍｍと極めて小型化を図ることが出来た。
【００２５】
上述の構成のアンテナ装置１１は平行部６ａの両端と第１及び第２の立ち上り部５Ｌ，５Ｒの一端を電気的に接続させる際に、平行部６ａを第１及び第２の立ち上り部５Ｌ及び５Ｒの螺旋状の中心を結ぶ線上に配設しているが、必ずこの様に中心を結ぶ線上に配設することなく、少し離間した位置に配して、これら両端と第１及び第２の立ち上り５Ｌ及び５Ｒの開放端間を導線等で接続してもよい。又、螺旋状の立ち上り部５Ｌ及び５Ｒを空芯とせず接地導体３上に立設した誘電体棒に巻回させてもよい。
【００２６】
さらに、図１（Ａ）では接地導体３の給電部２と短絡部４を同一接地導体３上に配設したが、これらは同一接地導体３上にある必要もない。
【００２７】
図１（Ｂ）は平行部６ａを銅箔、銅板等の帯状或は板状導体をジグザグに形成してメアンダ状となし、第１及び第２の立ち上り部５Ｌ及び５Ｒの開放端に接合した場合で、他の構成は図１（Ａ）と同一である。
【００２８】
図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、本発明のアンテナ装置の他の構成を示すもので第１及び第２の立ち上り部５Ｌ，５Ｒ及び平行部６ａを帯状或は板状部材で構成し、立ち上り部５Ｌ及び５Ｒと平行部６ａのピッチを異ならせジグザグ状に一体にプレス等で形成し、仮想線で示す平行部６ａの両端から上又は下に直角に折り曲げて略コ字状に成してアンテナ装置１１を形成する。
【００２９】
この場合、第１及び第２の立ち上り部５Ｌ，５Ｒを螺旋状とするために図２（Ｂ）に示す様に黒丸部分１２を紙面の上向きに曲げバツ印部分１３を紙面の下向きに曲げることで矢印Ａで示す様に立ち上り部５Ｌ，５Ｒを螺旋状に形成可能となる。
【００３０】
図２（Ｃ）の場合は図２（Ａ），（Ｂ）と同様の作り方によって線状導体を折り曲げて形成した場合の斜視図を示している。
【００３１】
図２（Ｄ）のａ，ｂ，ｃに示すものはメアンダ状（櫛歯状）以外の非直線部（曲線部）の各種形状を示す平面図で第１及び第２の立ち上り部５Ｌ及び５Ｒ並びに平行部６ａを図２（Ａ）の様に一体に成形する場合に変形可能な形状を示している。図２（Ｄ）のａはジグザグ状（三角波状）となし、図２（Ｄ）のｂは鋸歯状となし、図２（Ｄ）のｃは正弦波状と成した場合である。本発明ではこれら図２（Ｄ）４ａ〜４ｃを含めて、メアンダ状として説明を進める。
【００３２】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は本発明のアンテナ装置１１の更に他の構成を示すものであり、図３（Ａ）の場合は第１及び第２の立ち上り部５Ｌ，５Ｒ及び平行部６ａは共にメアンダ状に板状導体或は線状導体で一体に構成し、例えば携帯無線機内の所要の絶縁部材１５上に埋め込むか、この絶縁部材１５に貼着させるかパターニングする様にし、第１及び第２の立ち上り部５Ｌ，５Ｒと一体にピン部１６，１６も形成し、ピン部１６，１６の先端を接地導体３の給電部２及び短絡部４に接合させる様に成した場合である。
【００３３】
図４（Ａ）乃至図４（Ｃ）は本発明の更に他のアンテナ装置の形態例を示すものであり、図１（Ａ）で説明した線状導体で構成した第１及び第２の立ち上り部５Ｌ及び５Ｒの開放端間に接続される平行部６ａを線状導体で直線状に形成した場合である。他の構成は図１（Ａ）と同様である。
【００３４】
このアンテナ装置１１は、直線状の平行部６ａの両端と第１及び第２の螺旋状の立ち上り部５Ｌ，５Ｒの一端を例えば電気的に接触させたり、半田付けで接続させたりし一体化することができる。また、一本の例えばピアノ線、リン青銅などの線状導体で上述の構成を形成することもできる。
【００３５】
上述のアンテナ装置では、従来の図１６で説明したのと同様の１．８ＧＨｚ帯の小型ループアンテナ装置の場合の各部の寸法は立ち上り部５Ｌ，５Ｒの螺旋状部の直径が４ｍｍ、第１及び第２の立ち上り部５Ｌ，５Ｒの高さが８ｍｍ、直線状の平行部の長さが３０ｍｍと極めて小型化することが出来た。
【００３６】
図４（Ｂ）は第１及び第２の立ち上り部５Ｌ及び５Ｒ並びに平行部６ａを線状でなく帯状となし、例えば燐青銅等の板状導体をプレス加工して一体にコ字状のアンテナ装置１１を得た場合である。
【００３７】
図４（Ｃ）は第１及び第２の立ち上り部５Ｌ及び５Ｒを線状導体で螺旋状に形成し、帯状にプレスした平行部６ａの両端を第１及び第２の立ち上り部５Ｌ及び５Ｒの開放端に接合させたものである。
【００３８】
図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）での帯状導体の幅はアンテナ装置を用いる携帯無線機の使用周波数によって定めればよい。
【００３９】
上記した構成のアンテナ装置１１を携帯用電話機等の携帯無線機用基板１７に取り付けた場合の構成を図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す。図５（Ａ）はアンテナ装置１１を外部コネクタ１８の外壁に対して囲繞する様に取り付けた場合で携帯無線機用基板１７に設けた給電部２及び短絡部４に螺旋状の第１及び第２の立ち上り部５Ｌ，５Ｒの一端を半田付け、或は螺旋状の第１及び第２の立ち上り部５Ｌ，５Ｒのバネ力を用いて給電部２及び短絡部４に接触させている。この場合、外部コネクタ１８は携帯電話機等の場合、外部アンテナ等の接続接線として用いられる。
【００４０】
図５（Ｂ）は外部コネクタ１８に第１及び第２の立ち上り部５Ｌ及び５Ｒを内蔵させた場合で、基板１７に設けた給電部２及び短絡部４に螺旋状の第１及び第２の立ち上り部５Ｌ及び５Ｒの一端を半田付けし、螺旋部分を外部コネクタ１８に穿った透孔１８ａ及び１８ｂ内に挿通させ、直線状の平行部６ａを外部コネクタ１８の上に沿わせる様に配設したものである。
【００４１】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は携帯用電話機等の携帯無線機の筺体１９の内側に例えば、両面テープ或は筺体１９に設けた止め具等を用いて固定し、立ち上り部５Ｌ及び５Ｒの螺旋部分のバネ性を利用し、基板１７に形成した給電部２及び短絡部４に半田付、接触等で電気的に導通させる様にしたものである。
【００４２】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は板状導体で形成したメアンダ状及び直線状（長方形状）の平行部６ａを携帯無線機の筐体１９に設けられた止め具、例えば、両面テープを用いて固定し、平行部６ａの端部をそれぞれ、携帯無線機用基板１７の給電部２、短絡部４に、例えば半田付などにより固定された第１及び第２の立ち上り部５Ｌ，５Ｒの端部に接触させ、電気的に接続した場合である。
【００４３】
図８及び図９（Ａ），（Ｂ）並びに図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すものは図１７乃至図１９で説明したノート型ＰＣ等に用いるＰＣカード９に本発明のアンテナ装置を搭載したものであり、図８に於いて、無線通信用ＰＣカード９は基板９ａと、無線通信用のＰＣカード９をＰＣカードスロット８に挿入する側と対向する側に設置されたアンテナ部１０とから構成される。
【００４４】
図８及び図１０（Ａ）はアンテナ部１０上の短絡部４及び給電部２に例えば半田付などによって電気的に接続された例えばピアノ線、リン青銅等の線状導体からなる第１及び第２の立ち上がり部５Ｌ，５Ｒが、アンテナ部１０にほぼ垂直に螺旋状に植立され、これら螺旋状の第１及び第２の立ち上り部５Ｌ，５Ｒの両端にメアンダ状或は直線状の平行部６ａを接続している。尚２３は伝送線路を示している。
【００４５】
図９（Ａ），（Ｂ）及び図１０（Ｂ），（Ｃ）は送受信用アンテナ筺体２２内に立ち上り部５Ｌ，５Ｒと平行部６ａをコ字状に折り曲げたアンテナ装置１１或は送受信用アンテナ筺体２２の表面に平行部６ａを配設し、送受信用アンテナ筺体２２をＰＣカード９のアンテナ部１０に固定する様にしたもので、この様な構成では送受信用アンテナ筺体２２をアンテナ部１０に固定することで図９（Ａ）及び図１０（Ｂ）では第１及び第２の立ち上り部５Ｌ，５Ｒの先端は短絡部４及び給電部２に接触して、電気的に導通し、図９（Ｂ）及び図１０（Ｃ）では第１及び第２の立ち上り部５Ｌ，５Ｒの一端が平行部６ａの両端に接触して導通する。
【００４６】
この構成方法では、無線通信用送受信アンテナを半田付する必要がなくなる。また、アンテナが筺体に固定されるため、アンテナ位置のばらつきがなくなりアンテナ特性が安定し、小型化が図れる。
図９（Ｂ）及び図１０（Ｃ）では平行部６ａを送受信用アンテナ筺体２２の表面或は裏面に鍍金などでパターニングさせることも可能である。
【００４７】
上記した８００ＭＨｚ帯で作成した本発明の図１（Ａ）に示した小型ループアンテナの装置１１のアンテナ放射利得を図１３に示す。この放射特性ではピーク利得は水平方向（Ｈａｒ Ｐａｌ）で０ｄＢの良好な８字の放射特性が得られている。
【００４８】
更に図１１（Ａ）（Ｂ）及び図１２（Ａ）（Ｂ）は図１（Ａ）及び図４（Ａ）で示したアンテナ装置１１のスミスチャート及び周波数対電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の特性を示すグラフである。図１１ではＶＳＷＲ≦２で７６ＭＨｚの帯域幅が得られ、図１２ではＶＳＷＲ≦３で１８０ＭＨｚの帯域幅が得られている。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、１波長ループアンテナを格段に小型化でき、近年の小型化の動向を反映した移動体通信用の携帯無線機やＰＣカードにも用いることができる。また、ノート型ＰＣに挿入した場合でもアンテナ特性の劣化が少なく良好な無線通信品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンテナ装置の一形態例を示す原理的斜視図である。
【図２】本発明のアンテナ装置の他の形態例を示す平面図及び略線的斜視図である。
【図３】本発明のアンテナ装置の更に他の形態例を示す斜視図（Ｉ）である。
【図４】本発明のアンテナ装置の更に他の形態例を示す斜視部（II）である。
【図５】本発明のアンテナ装置の取り付け状態を示す斜視図である。
【図６】本発明のアンテナ装置の他の取り付け状態を示す斜視図（Ｉ）である。
【図７】本発明のアンテナ装置の更に他の取り付け状態を示す斜視図（II）である。
【図８】本発明のアンテナ装置の更に他の装着状態を示す斜視図（III)である。
【図９】本発明のアンテナ装置の更に他の装着状態を示す斜視図（IV）である。
【図１０】本発明のアンテナ装置の更に他の装着状態を示す斜視図（Ｖ）である。
【図１１】ループアンテナの周波数対電圧定在比（ＶＳＷＲ）特性を示すグラフ（Ｉ）である。
【図１２】ループアンテナの周波数対電圧定在比（ＶＳＷＲ）特性を示すグラフ（II）である。
【図１３】ループアンテナのアンテナ放射利得を示す図である。
【図１４】従来の１波長ループアンテナ説明図である。
【図１５】従来の１波長ループアンテナの小型化を図る方法の説明図である。
【図１６】従来の小型ループアンテナの斜視図である。
【図１７】従来のノート型ＰＣに挿通されるＰＣカード説明用の斜視図である。
【図１８】従来のＰＣカードのアンテナ装置の説明図（Ｉ）である。
【図１９】従来のＰＣカードのアンテナ装置の説明図（II）である。
【符号の説明】
２‥‥給電部、３‥‥接地導体、４‥‥短絡部、５Ｌ，５Ｒ‥‥第１及び第２の立ち上り部、６，６ａ‥‥平行部、１１‥‥アンテナ装置。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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