(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの貫通孔を有する第１の筒部材と、
前記第１の筒部材の貫通孔に対応する係合部を有する第２の筒部材と、
一端が前記第１の筒部材の貫通孔に圧入され、他端が前記係合部に係合される少なくとも１つのガイドピンと、
前記第１の筒部材の前記ガイドピンが圧入された部分を補強する補強部材とを備え、
前記補強部材は、貫通孔を有しており、
前記補強部材が、前記補強部材の貫通孔により、第１の筒部材が介在することで前記ガイドピンと接触しないような状態で、前記第１の筒部材の前記ガイドピンが圧入された部分を囲んでいることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
請求項１記載のレンズ鏡筒であって、
前記補強部材は、平板状であり、前記第１の筒部材に埋め込まれていることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項３】
請求項１又は２記載のレンズ鏡筒であって、
前記第１の筒部材が複数の前記貫通孔を有し、各貫通孔のそれぞれに前記ガイドピンの一端が圧入してあり、
前記補強部材は、前記第１の筒部材の周方向に沿った複数の前記ガイドピン間で一体化されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項記載のレンズ鏡筒であって、
前記補強部材は、前記第１の筒部材の周方向に連続して形成されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項記載のレンズ鏡筒であって、
前記補強部材は、前記第１の筒部材に一体成形されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項記載のレンズ鏡筒であって、
前記補強部材は、高剛性プラスチック材料で構成されるプラスチック部材であることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項７】
請求項６記載のレンズ鏡筒であって、
前記高剛性プラスチック材料は、前記第１の筒部材を構成する材料の曲げ弾性率より３ＧＰａ以上高い曲げ弾性率を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項８】
請求項７記載のレンズ鏡筒であって、
前記第１の筒部材を構成する材料は、７ＧＰａ以下の曲げ弾性率を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項９】
請求項６〜８の何れか一項記載のレンズ鏡筒であって、
前記高剛性プラスチック材料は、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド及びポリエーテルエーテルケトンからなる群から選択される１つ以上を含むことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか一項記載のレンズ鏡筒を備えた光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レンズ鏡筒及び光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源オフ時には、レンズ群を有する移動筒がカメラボディの外観カバー内に収納され、電源オン後の撮影時には、移動筒がカメラボディの外観カバーから突出した位置にまで繰り出されるレンズ鏡筒は知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−７７８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術において、移動筒は、ガイドピン（カムフォロア）とカム溝の組み合わせにより繰り出される。繰り出された移動筒は、カム嵌合部分のみによって支持されるため、移動筒が繰り出され、カメラボディから前方に突出している状態でレンズ鏡筒の先端に衝撃等など異常な外力を受けると、カム嵌合部分が外れたり、破損するおそれがあった。特にカム嵌合を用いたレンズ鏡筒において、嵌合する部分が僅かである場合、不具合を生じる可能性が高かった。
【０００５】
発明が解決しようとする課題は、移動筒の先端に異常な外力を受けたとしても、簡単に故障することのないレンズ鏡筒及びこれを備えた光学機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。
【０００７】
なお、以下の解決手段では、発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。
【０００８】
発明に係るレンズ鏡筒は、少なくとも１つの貫通孔（１１３）を有する第１の筒部材（１１）と、前記第１の筒部材の貫通孔に対応する係合部（４ｅ，４ｆ）を有する第２の筒部材（４）と、一端（１１１ａ）が前記第１の筒部材の貫通孔に圧入され、他端が前記係合部に係合される少なくとも１つのガイドピン（１１１）と、前記第１の筒部材の前記ガイドピンが圧入された部分を補強する補強部材（８）とを備え、前記補強部材は、貫通孔を有しており、前記補強部材が、前記補強部材の貫通孔により、第１の筒部材が介在することで前記ガイドピンと接触しないような状態で、前記第１の筒部材の前記ガイドピンが圧入された部分を囲んでいることを特徴とする。
【０００９】
上記発明において、補強部材（８）は平板状であり、第１の筒部材（１１）に埋め込まれていてもよい。
【００１０】
上記発明において、第１の筒部材（１１）が複数の貫通孔（１１３）を有し、各貫通孔（１１３）のそれぞれにガイドピン（１１１）の一端（１１１ａ）が圧入してあり、補強部材（８）は、第１の筒部材（１１）の周方向に沿った複数のガイドピン（１１１）間で一体化されていてもよい。
【００１１】
上記発明において、補強部材（８）は第１の筒部材（１１）の周方向に連続して形成されていてもよい。
【００１２】
上記発明において、補強部材（８）は第１の筒部材（１１）に一体成形されていてもよい。
【００１３】
上記発明において、補強部材（８）は高剛性プラスチック材料で構成されるプラスチック部材で構成することができる。
【００１４】
上記発明において、高剛性プラスチック材料は、第１の筒部材（１１）を構成する材料の曲げ弾性率より３ＧＰａ以上高い曲げ弾性率を備えることができる。  上記発明において、第１の筒部材（１１）を構成する材料は、７ＧＰａ以下の曲げ弾性率を備えることができる。
【００１５】
上記発明において、高剛性プラスチック材料は、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド及びポリエーテルエーテルケトンからなる群から選択される１つ以上を含んで構成することができる。
【００１６】
発明に係る光学機器（１００）は、上記何れかのレンズ鏡筒（３００）を備える。
【発明の効果】
【００１７】
上記発明によれば、移動筒としての第１の筒部材の貫通孔の近傍であってガイドピンの一端付近に補強部材を配置するので、移動筒の先端に異常な外力を受けたとしても、簡単に故障することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１Ａに示すように、光学機器の一例としてのデジタルカメラ１００は、カメラボディ２００とレンズ鏡筒３００で構成され、静止画の他に音声付の動画も撮影することができる。本例では、レンズ鏡筒３００がカメラボディ２００に内蔵されている場合を例示する。
【００２０】
カメラボディ２００は、外観カバー１を有する。外観カバー１は、図３に示すように、レンズ鏡筒３００が沈胴状態のときに、レンズ鏡筒３００がカメラボディ２００の内部に収まるようになる部材である。
【００２１】
図１Ａに戻り、外観カバー１の内部には、ベース板２が配置してある。ベース板２には、ローパスフィルタＬ６、撮像素子５１、撮像素子受け板５２、撮像素子回路基板５３、スペーサ５４等が固定してある。撮像素子５１は、例えばＣＣＤなどで構成される。この撮像素子５１によってレンズ鏡筒３００の撮影光学系としての第１のレンズ群Ｌ１〜第５のレンズ群Ｌ５により結像した映像を電子的に撮影することができる。
【００２２】
レンズ鏡筒３００は、焦点距離を任意に変化させることができるズームレンズを有する鏡筒であり、図１Ａ及び図１Ｂに示す広角（ワイド）状態〜図２に示す望遠（テレ）状態の他に、広角状態よりもさらにレンズをカメラボディ２００側に縮めて小型化した、図３に示す沈胴状態とすることができる。
【００２３】
図１Ａに戻り、レンズ鏡筒３００は、固定筒３を有する。固定筒３は、外観カバー１の内部に配置してあるベース板２に対してビス４１により固定されている。固定筒３の内周には、断面形状が略台形である有底のカム３ａと、円周方向に沿って突出した突起部であるリブ３ｂとが３組ずつ形成されている。
【００２４】
固定筒３の内側には、第１のカム筒４が配置してある。第１のカム筒４には、貫通孔（図示省略）が形成してあり、この貫通孔には、第１のカム筒４の外側から内側に向けてガイドピン４ａの一端が圧入されている。ガイドピン４ａの他端は、固定筒３の内周に形成されたカム３ａに係合している。第１のカム筒４は、ガイドピン４ａが固定筒３のカム３ａに係合し、光軸Ｉまわりに回転することにより、カム３ａに従って光軸Ｉまわりに回転しながら光軸Ｉ方向に移動する。
【００２５】
なお、ベース板２と固定筒３の間には、軸２２が掛け渡されている。この軸２２に対して、光軸Ｉに沿った方向に長いギヤ歯を備えたギヤ２１が回転可能に取り付けられている。ギヤ２１は、第１のカム筒４の外周に配置されたギヤ４ｄと噛み合っており、ギヤ２１がモータ（図示省略）で回転することにより、ギア４ｄに回転駆動力を伝達する。
【００２６】
第１のカム筒４の内周には、断面形状が略台形である有底のカム４ｅ，４ｆが形成されている。
【００２７】
第１のカム筒４の内側には、第１の直進ガイド筒５が配置してある。第１の直進ガイド筒５は、第１のカム筒４の内部に嵌合し、回転せずに第１のカム筒４と共に光軸Ｉ方向に移動する。
【００２８】
第１の直進ガイド筒５の内側には、第２の直進ガイド筒６が配置してある。第２の直進ガイド筒６は、上述した固定筒３と同様、外観カバー１の内部に配置してあるベース板２に対してビス４２により固定されている。
【００２９】
第２の直進ガイド筒６の外周部には、第２のカム筒７が回転可能に嵌合している。第２のカム筒７の内周には、断面形状が略台形である有底のカム（図示省略）が形成されている。
【００３０】
なお、第１のカム筒４の内部には、連動板９がビス４３により固定されており、連動板９の先端部が第２のカム筒７の溝と係合し、回転を伝える。
【００３１】
第１のカム筒４と第１の直進ガイド筒５の内側には、第１のレンズ筒１１が配置してある。第１のレンズ筒１１は、第１のレンズ群Ｌ１を支持する。
【００３２】
図１Ａ及び図４に示すように、第１のレンズ筒１１には貫通孔１１３が形成してある。図中の貫通孔１１３は一つであるが、複数設けられていてもよい。本例では、総ての貫通孔１１３には、第１のレンズ筒１１の外側から内側に向けてガイドピン１１１の一端１１１ａが圧入されている。
【００３３】
第１のレンズ筒１１は、例えばポリカーボネートなどのプラスチック材料で構成される。
【００３４】
図１Ａに示すように、第１のレンズ筒１１の撮像素子５１側には、第２のレンズ筒１２が配置してある。第２のレンズ筒１２は、第２のレンズ群Ｌ２を支持する。第２のレンズ筒には貫通孔（図示省略）が形成してあり、この貫通孔には、第２のレンズ筒１２の外側から内側に向けてガイドピン１２１の一端が圧入されている。
【００３５】
ガイドピン１１１，１２１の一端（例えば図４に示す１１１ａ）は、それぞれ、第１の直進ガイド筒５の直進溝（図示省略）にガイドされるとともに、ガイドピン１１１，１２１の他端は、第１のカム筒４の内周に形成されたカム４ｅ，４ｆに係合している。第１のカム筒４が光軸Ｉ周りに回転すると、第１のレンズ筒１１と第２のレンズ筒１２は、ガイドピン１１１，１２１に従って光軸Ｉ方向に直進移動する。
【００３６】
第２のレンズ筒１２の撮像素子５１側には、第３のレンズ筒１３が配置してある。第３のレンズ筒１３は、第３のレンズ群Ｌ３とシャッタ及び開口絞りユニット１６を支持する。第３のレンズ筒１３には貫通孔（図示省略）が形成してあり、この貫通孔には、第３のレンズ筒１３の外側から内側に向けてガイドピン１３ａの一端が圧入されている。
【００３７】
第３のレンズ筒１３の撮像素子５１側には、第４のレンズ筒１４が配置してある。第４のレンズ筒１４は、第４のレンズ群Ｌ４を支持する。第４のレンズ筒１４には貫通孔（図示省略）が形成してあり、この貫通孔には、第４のレンズ筒１４の外側から内側に向けてガイドピン１４ａの一端が圧入されている。
【００３８】
ガイドピン１３ａ，１４ａの一端は、それぞれ、第２の直進ガイド筒６の直進溝（図示省略）にガイドされるとともに、ガイドピン１３ａ，１４ａの他端は、第２のカム筒７の内周に形成されたカム（図示省略）に係合している。第２のカム筒７が回転すると、第３のレンズ筒１３と第４のレンズ筒１４は、光軸Ｉ方向に直進移動する。
【００３９】
第４のレンズ筒１４の撮像素子５１側には、第５のレンズ筒１５が配置してある。第５のレンズ筒１５は、第５のレンズ群Ｌ５を支持する。第５のレンズ筒１５にはナット１０が取り付けられており、ナット１０はモータ３１の送りねじ３１ａに螺合している。モータ３１が回転駆動すると、第５のレンズ筒１５は直進移動して、フォーカシングを行うことができる。
【００４０】
本例のガイドピン４ａ，１１１，１２１，１３ａ，１４ａは、例えばステンレス等の金属材料で構成される。
【００４１】
本例では、上述した第１のカム筒４と第１のレンズ筒１１とが、それぞれ、本発明の「第２の筒部材」と「第１の筒部材」に対応し、第１のレンズ筒１１に形成された貫通孔１１３（図４参照）が本発明の「貫通孔」に相当し、第１のカム筒４の内周に形成されたカム４ｅ，４ｆが本発明の「係合部」に相当する場合を例示する。
【００４２】
図４に示すように、本例では、少なくとも、第１のレンズ筒１１に形成された貫通孔１１３の近傍であって、当該貫通孔１１３に圧入されるガイドピン１１１の一端１１１ａ付近には、補強部材８が配置してある。補強部材８は、少なくとも第１のレンズ筒１１を補強し、その変形を阻止するために設けられる。こうした補強部材８を適所に配置することで、レンズ鏡筒３００部分を突出させた状態でカメラ１００を落下させたり、障害物などにぶつけた場合でも、容易に破損することを防止することができる。
【００４３】
実際に、レンズ鏡筒３００部分を突出させた状態のカメラ１００を、レンズ鏡筒３００側から地面に落下させ、レンズ鏡筒３００の先端部分に衝撃（異常な外力）を与え、カメラ１００が破損するかどうかを確認する「落下保証高さ試験」を実施してみたところ、補強部材を設けていない従来のカメラ（比較例）に対し、本例のカメラ１００は、落下保証高さが約３倍にアップすることが確認されている。
【００４４】
なお、補強部材８は、第１のレンズ筒１１の貫通孔１１３の近傍であって、ガイドピン１１１の一端１１１ａの面と補強部材８の内側面（つまり第１のレンズ筒１１の内側に位置する面）とが略同一平面となるように配置するのがよく、好ましくは、ガイドピン１１１の一端１１１ａの面と補強部材８の内側面とが同一面となるように配置する。
【００４５】
補強部材８の形状は特に限定されず、例えば平板状などとすることができる。補強部材８を平板状にした場合、第１のレンズ筒１１と面接触すると連結強度が上がり好ましい。また、補強部材８と第１のレンズ筒１１との接触面は、面積が大きいほど連結強度の観点からは好ましい。補強部材８の大きさに特に限定はないが、補強部材８を平板状に形成する場合、光軸Ｉ方向の長さをガイドピン１１１の最大径寸法より大きくするのが好ましい。
【００４６】
補強部材８は前記所定箇所に接着剤などで貼り付けて配置してもよいが、補強の確実性を考慮すると、補強部材８を第１のレンズ筒１１の前記所定箇所に、例えばインサート成形、アウトサート成形、二色成形などの一体成形によって埋め込むことが好ましい。
【００４７】
第１のレンズ筒１１に複数の貫通孔１１３が形成され、総ての貫通孔１１３にガイドピン１１１の一端１１１ａが圧入されている場合において、第１のレンズ筒１１の各貫通孔１１３の近傍毎に、それぞれ、補強部材８が配置されていてもよい。ただし、補強の信頼性を向上させるためには、補強部材８が、第１のレンズ筒１１の周方向に沿った複数のガイドピン間で一体化されていることが好ましい。この場合、補強の信頼性を向上させるために、補強部材８は、第１のレンズ筒１１の周方向に沿って連続して（例えば図１ＡにおけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図でリング状に）形成されていることが好ましい。
【００４８】
補強部材８の他の態様としては、例えば図５及び図６に示す形状などが挙げられる。
【００４９】
このように、ガイドピン１１１の一端と補強部材８とが接触しないように補強部材８を形成した場合、まず補強部材８と第１のレンズ筒１１とを一体成形してからガイドピン１１１を貫通孔１１３に圧入することができる。ガイドピン１１１は、貫通孔１１３に圧入された状態で補強部材８に接触しないので、補強部材８の位置や形状の精度にかかわらず、ガイドピン１１１の位置や傾きの精度を向上させることができる。
【００５０】
補強部材８を第１のレンズ筒１１の周方向に沿って連続して形成させた場合に、上述した「落下保証高さ試験」を実施してみたところ、補強部材を設けていない従来のカメラ（比較例）に対し、落下保証高さが約４〜５倍にアップすることが確認されている。
【００５１】
補強部材８を構成する材質は特に限定されず、例えば金属やプラスチック材料で構成することができる。ただし、確実に補強を行うとの観点からは、金属で構成されることが好ましいが、高剛性プラスチック材料でも十分に効果を得ることができる。
【００５２】
高剛性プラスチック材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド及びポリエーテルエーテルケトンなどが挙げられる。これらの高剛性プラスチック材料は、単独で用いてもよいし、２種以上の複合材料で構成してもよい。
【００５３】
特に本例では、補強部材８を、第１のレンズ筒１１を構成する材料の曲げ弾性率よりも大きい曲げ弾性率を備えた高剛性プラスチック材料で構成することが望ましい。第１のレンズ筒１１を構成する材料の曲げ弾性率よりも小さい曲げ弾性率を持つプラスチック材料で補強部材８を構成した場合、十分な補強効果が得られないおそれがあるからである。
【００５４】
より好ましくは、補強部材８は、１０ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有し、第１のレンズ筒１１を構成する材料の曲げ弾性率との差が３ＧＰａ以上、さらに好ましくは４ＧＰａ以上である。
【００５５】
この場合、第１のレンズ筒１１を構成する材料の曲げ弾性率は、好ましくは７ＧＰａ以下、より好ましくは６ＧＰａ以下である。ただし、第１のレンズ筒１１を構成する材料の曲げ弾性率が小さすぎると、光学性能や機構（作動）上の不都合を生じうる。このため、第１のレンズ筒１１を構成する材料の曲げ弾性率は、好ましくは３ＧＰａ以上、より好ましくは４ＧＰａ以上とする。
【００５６】
なお、補強部材８の厚さは特に限定されない。
【００５７】
次に、レンズ鏡筒３００部分を突出させた状態のカメラ１００が、レンズ鏡筒３００側から地面に落下し、レンズ鏡筒３００の先端に対して光軸方向に略沿う方向（図１ＡのＡ方向）から衝撃（異常な外力）を受けた場合について説明する。
【００５８】
この場合、ガイドピン１１１の第１のカム筒４側の先端断面形状が略台形であることから（図４及び図５参照）、ガイドピン１１１の第１のカム筒４側は、第１のカム筒４のカム４ｅ，４ｆの内壁に対して、レンズ鏡筒３００の沈胴方向に力がかかる。この反作用として、ガイドピン１１１は、その一端１１１ａの方向に、第１のレンズ筒１１を内側に撓ます力がかかる。
【００５９】
図１Ａ及び図１Ｂに示す広角端、図２に示す望遠端及び広角端と望遠端の略中間位置となる標準位置（図示省略）のいずれの場合でも、この第１のレンズ筒１１を内側に撓ます力を、第１のレンズ筒１１の内周に配置した補強部材８が受けることにより、第１のレンズ筒１１の変形が抑えられ、ガイドピン１１１がカム４ｅから外れることが防止される。
【００６０】
この種のカメラは日常的に使用される嗜好品である。またカメラを手に持ち、室内外で使用したり、また持ちながら歩いたり走ったりすることも頻繁に行われる。このようにカメラを日々使用する中で、カメラを落下させたり、障害物などにぶつけたりすることが起き、そのときは高い確率でカメラを破損させてしまう。特に沈胴タイプのコンパクトデジタルカメラの場合、レンズ鏡筒部分を突出させた状態でカメラを落下させると、突出したレンズ鏡筒部分がカメラボディ内に陥没し、カメラが破損する。
【００６１】
これに対し、本例のカメラ１００は、レンズ鏡筒３００に上述した補強が施してあり、上述した作用を奏する。このため、本例のカメラ１００を、レンズ鏡筒３００部分を突出させた状態で、落下させたり、障害物などにぶつけた場合でも、容易に破損することがない。
【００６２】
なお、本例では、第１のカム筒４と第１のレンズ筒１１とがそれぞれ「第２の筒部材」と「第１の筒部材」とに対応し、第１のレンズ筒１１に形成された貫通孔１１３が「貫通孔」に相当し、第１のカム筒４の内周に形成されたカム４ｅ，４ｆが「前記貫通孔に対応する係合部」に相当する場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されない。これに加えて、例えば第１のカム筒４に形成された貫通孔（図示省略）の近傍に、上述したのと同様の補強を施してもよい。
【００６３】
また、本例では、内側に配置された第１のレンズ筒１１に貫通孔１１３を設け、この貫通孔１１３の近傍に補強を施した場合を説明したが、外側に配置される第１のカム筒４に貫通孔を設け、この第１のカム筒４に設けた貫通孔の近傍に補強を施してもよい。
【００６４】
また、上述した補強は、第１のカム筒４にカム４ｅ，４ｆを形成した面（内周）とは反対面の、第１のカム筒４の外周側に施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１Ａ】図１Ａはレンズ鏡筒を備えたカメラを広角端で示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは図１Ａの要部外観斜視図である。
【図２】図２は図１Ａのカメラを望遠端で示す断面図である。
【図３】図３は図１Ａのカメラを沈胴状態で示す断面図である。
【図４】図４は図１ＡのＩＶ部分の拡大断面図である。
【図５】図５は図４に相当する他の態様の拡大断面図である。
【図６】図６は図５のＶＩ方向から見た側面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１００…デジタルカメラ（光学機器）
２００…カメラボディ
１…外観カバー
２…ベース板
Ｌ６…ローパスフィルタ
５１…撮像素子
５２…撮像素子受け板
５３…撮像素子回路基板
５４…スペーサ
３００…レンズ鏡筒
３…固定筒
４…第１のカム筒（第２の筒部材）
５…第１の直進ガイド筒
６…第２の直進ガイド筒
７…第２のカム筒
８…補強部材
９…連動板
１１…第１のレンズ筒（第１の筒部材）
１２…第２のレンズ筒
１３…第３のレンズ筒
１４…第４のレンズ筒
１５…第５のレンズ筒
Ｌ１〜Ｌ５…レンズ群
４ａ，１１１，１２１，１３ａ，１４ａ…ガイドピン
【図１Ａ】
0004957630.tif 000002
【図１Ｂ】
0004957630.tif 000003
【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】
0004957630.tif 000008