(57)【要約】【課題】シュラウドを交換可能とし、またヘッドのアクセススペースを確保しつつ、ディスクの面ブレを抑える機能を備えた、交換可能なシュラウド機構を提供する。【解決手段】回転可能に支持されたディスクの上面及び下面に対して一定の間隔で対向する対向面を有する上部壁部材及び下部壁部材を備え、上部壁部材及び下部壁部材は、ディスクを回転駆動する電動手段が固定された部材に対して着脱自在に装着され、前記上部壁部材及び下部壁部材の少なくとも一方に、アクチュエータが前記ディスクにアクセスするのを許容するアクチュエータアクセスエリアを設け、前記アクチュエータアクセスエリアが前記ディスクを挟んで重複しないように前記上部壁部材及び下部壁部材を配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に支持されたディスクの上面及び下面に対して一定の間隔で対向する対向面を有する上部壁部材及び下部壁部材を備え、
上部壁部材及び下部壁部材は、ディスクを回転駆動する電動手段が固定された部材に対して着脱自在に装着され、
前記上部壁部材及び下部壁部材の少なくとも一方に、アクチュエータが前記ディスクにアクセスするのを許容するアクチュエータアクセスエリアが形成され、
前記アクチュエータアクセスエリアが前記ディスクを挟んで重複しないように前記上部壁部材及び下部壁部材が配置されていること、を特徴とする交換可能なディスクシュラウド機構。
【請求項２】
請求項１記載の交換可能なディスクシュラウド機構において、前記上部壁部材は、前記ディスクに対して一定間隔で対向するクランプ位置と、前記ディスクの上面を開放するアンクランプ位置とに移動可能にクランプ機構に着脱自在に装着され、前記下部壁部材は、前記ディスクを回転駆動する電動手段を支持するベース部材に着脱自在に装着されている交換可能なディスクシュラウド機構。
【請求項３】
請求項１または２記載の交換可能なディスクシュラウド機構において、前記上部壁部材は、前記ディスクの内周付近に開口したエア吸入穴と、該エア吸入穴に装填されたエアフィルタとを備え、前記下部壁部材は、前記ディスクの内周付近に開口したエア吸入穴と、前記ディスクに対向面とは反対側の面において該エア吸入穴と連通し、前記下部壁部材の外周端において開口したエア吸入口と、前記エア吸入穴に装填されたエアフィルタとを備えている交換可能なディスクシュラウド機構。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項記載の交換可能なディスクシュラウド機構において、前記上部壁部材は前記クランプ機構に着脱自在に形成され、前記下部壁部材は前記ベース部に着脱自在に形成されている交換可能なディスクシュラウド機構。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項記載の交換可能なディスクシュラウド機構において、前記上部または下部いずれかの壁部材は、前記ディスクが非接触で収納される凹部を有し、該凹部の底面に前記エア吸入口が開口していて、該凹部及び凹部を規制する周壁の一部が切り欠かれて前記アクチュエータアクセスエリアが形成されている交換可能なディスクシュラウド機構。
【請求項６】
請求項５記載の交換可能なディスクシュラウド機構において、前記上部または下部いずれかの壁部材は、前記ディスク対向面の外周部が前記下部壁部材の凹部を規制する周壁の上面に接触する交換可能なディスクシュラウド機構。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項記載の交換可能なディスクシュラウド機構において、前記上部壁部材及び前記下部壁部材は、いずれか一方または双方から、前記ディスクの外周面と対向する周壁面が延びている交換可能なディスクシュラウド機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク等のディスク記憶装置に使用される、交換可能なディスクシュラウド機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハードディスク等のディスクを高速回転させてディスクにデータを読み書きするディスク記憶装置において、ディスクの回転風によるディスクの面ブレを抑えるために、ディスク面を覆うシュラウド機構が有効であることが知られている（特許文献１、２）。シュラウド機構は、ディスクの端面を覆う部分と、ディスクの上下面を覆う部分に機能的に分かれ、使用するディスクの大きさ、厚さ、ヘッドのアクセススペース等を考慮して専用設計されている。なお、ディスクの端面を覆う部分を覆う部分はシュラウドと呼ばれ、ディスクの上下面を覆う部分はスポイラーまたはスクイーザと呼ばれているが、本明細書ではこれらの機能を備えた部材、機構を「シュラウド」、「シュラウド機構」という。
【０００３】
特許文献１に記載のシュラウド機構は、ハードディスクドライブに適用していて、ハードディスクの近傍に壁状のシュラウドを置き、ハードディスクとシュラウドの間の空気を整流することにより、ハードディスクが回転した際のフラッタを抑えている。
【０００４】
特許文献２に記載のシュラウド機構は、粉塵対策として、トップカバーに穴を空け、その穴にエアフィルタを装着した実施例が示されている。より詳細には、ディスクの回転中心の上部に相当する位置のトップカバーに穴を開け、その穴にエアフィルタを装着することで、常にディスク装置内に外部から清浄な空気を導入する構成である。
【特許文献１】特開２０００−３４８４６５号公報
【特許文献２】特開平８−２６３９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ディスク記憶装置の試験機器においては、多種のディスク、ヘッドを取り扱うことから専用設計が難しく、したがって上記シュラウド機構を備えた製品は無かった。
【０００６】
特許文献２に記載のシュラウド機構は、ハードディスク装置の内外部で気圧差がなく、かつ共に空気がある場合にのみ適用可能で、内部を減圧したい場合や、内部にヘリウムガスを封入して使いたい場合は適用できなかった。
【０００７】
かかる課題に鑑みて本発明は、シュラウドを交換可能とし、またヘッドのアクセススペースを確保しつつ、ディスクの面ブレを抑える機能を備えた、交換可能なシュラウド機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決する本発明は、回転可能に支持されたディスクの上面及び下面に対して一定の間隔で対向する対向面を有する上部壁部材及び下部壁部材を備え、上部壁部材及び下部壁部材は、ディスクを回転駆動する電動手段が固定された部材に対して着脱自在に装着され、前記上部壁部材及び下部壁部材の少なくとも一方に、アクチュエータが前記ディスクにアクセスするのを許容するアクチュエータアクセスエリアが設けられ、前記アクチュエータアクセスエリアが前記ディスクを挟んで重複しないように前記上部壁部材及び下部壁部材が配置されていることに特徴を有する。
【０００９】
前記上部壁部材は、前記ディスクに対して一定間隔で対向するクランプ位置と、前記ディスクの上面を開放するアンクランプ位置とに移動可能にクランプ機構に着脱自在に装着され、前記下部壁部材は、前記ディスクを回転駆動する電動手段を支持するベース部材に着脱自在に装着される。
【００１０】
前記上部壁部材は、前記ディスクの内周付近に開口したエア吸入穴と、該エア吸入穴に装填されたエアフィルタとを備え、前記下部壁部材は、前記ディスクの内周付近に開口したエア吸入穴と、前記ディスクに対向面とは反対側の面において該エア吸入穴と連通し、前記下部壁部材の外周端において開口したエア吸入口と、前記エア吸入穴に装填されたエアフィルタとを備えることが実際的である。
【００１１】
前記上部壁部材は前記クランプ機構に着脱自在に形成され、前記下部壁部材は前記ベース部に着脱自在に形成されることが好ましい。
【００１２】
前記上部または下部いずれかの壁部材は、前記ディスクが非接触で収納される凹部を有し、該凹部の底面に前記エア吸入口が開口していて、該凹部及び凹部を規制する周壁の一部が切り欠かれて前記アクチュエータアクセスエリアが形成されることが好ましい。
前記上部または下部いずれかの壁部材は、前記ディスク対向面の外周部が前記下部壁部材の凹部を規制する周壁の上面に接触するのが実際的である。
【００１３】
前記上部壁部材及び前記下部壁部材のいずれか一方または双方から、前記ディスクの外周面と対向する周壁面を延ばすことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、シュラウド機構を構成する上部壁部材及び下部壁部材の対向面がディスクの上面または下面のいずれか一方を覆うので、ディスクの面ブレを効果的に抑えつつ、アクチュエータをディスクにアクセスさせることが可能になり、しかもシュラウド機構を構成する上部壁部材及び下部壁部材が着脱可能なので、用途、目的に応じたシュラウド機構を容易に構築可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明について、添付の図面を参照して詳述する。図１は、本発明の交換可能なディスクシュラウド機構を適用したスピンドルモータシステムの実施形態の概観を示す斜視図である。図２は、図１の切断線II-IIに沿う要部断面図、図３は同実施形態の上部壁部材をアンクランプ位置に移動し、ディスクを取り外した状態の外観を示す斜視図である。このスピンドルモータシステムは、通常、密閉された筐体内に設置される。
【００１６】
スピンドルモータ１１にディスク１３がマウントされ、マウントされたディスク１３が、スピンドル支持を兼ねたディスククランプ１５により保持された上部壁部材（上部シュラウド）１７と、下部壁部材（下部シュラウド）１９により囲まれている。この実施形態では、ディスク１３の上面１３ａにアクチュエータを置くことを想定しているため、上部壁部材１７は、アクチュエータがディスク１３の上面１３ａにアクセスするのを可能にするアクチュエータアクセスエリア（切欠部）１７ａを有するが、下部壁部材１９はディスク１３の下面１３ｂ全体を覆っている。上部、下部壁部材１７、１９がディスク１３と対向する対向面１７ｂ、１９ｂは滑面とされている。なお、スピンドルモータ１１は、ベース部２１に固定され、スピンドルモータ１１のスピンドルにディスク１３が着脱自在に装着されている。下部壁部材１９も、ベース部２１に着脱自在に固定されている。
なお、上部壁部材１７及び下部壁部材１９は、スピンドルモータ１１のスピンドルに非接触状態で嵌る軸穴部１７ｘ、１９ｘを備えている。
【００１７】
上部壁部材１７は、ディスク１３の上面１３ａの略半分を覆うように、同一の外径で平面視略半円形に形成されている。さらに上部壁部材１７は、上面１３ａと対向する面が平滑に形成されている。この上部壁部材１７は、ディスククランプ１５に着脱自在に固定される。
【００１８】
ディスククランプ１５は、ベース部２１に固定された支持壁２３に対して、ヒンジ機構２５を介して枢支されている。このヒンジ機構２５によりディスククランプ１５は、上部壁部材１７をディスク１３の上面１３ａに対して近接保持するクランプ位置と（図１、２）、ディスク１３の上面１３ａから離反させるアンクランプ位置（図３）とに移動させることができる。
【００１９】
上部壁部材１７には、中心近傍に、クランプ状態においてディスク１３の内周側上面１３ａに対向するエア吸入穴１７ｃが開けられている。ディスククランプ１５にも、このエア吸入穴１７ｃに連通するエア吸入穴１５ａが開けられている。上部壁部材１７のエア吸入穴１７ｃにはエアフィルタ１８が装着されている（図２）。
【００２０】
図３には、本実施形態のスピンドルモータシステムにおいてディスククランプ１５を開け（アンクランプ位置に移動し）、ディスク１３を外した場合の概観を示した。上部壁部材１７は、ディスク１３の回転方向上流側の端部が、下流側に向かってディスク上面１３ａとの間隔を徐々に狭めるくさび形の傾斜面１７ｄとなっている。
【００２１】
下部壁部材１９には一つあるいは複数のエアフィルタのエア吸入穴１９ｃが設けられ、各エア吸入穴１９ｃにはエアフィルタ２０が装填されている。各エア吸入穴１９ｃは、下部壁部材１９の下面側に設けられた、下部壁部材１９の外周に開口されエア吸入口１９ｄと連通している。
【００２２】
図１に示したようにディスククランプ１５をクランプ位置に移動させた状態でディスク１３が回転すると、回転するディスク１３の上面１３ａと上部壁部材１７の対向面１７ｂ間の内周領域が負圧になるために、上部壁部材１７外の空気（あるいはヘリウム等の気体）がエアフィルタ１８を通ってディスク内周領域に吸い込まれる。吸い込まれた空気は、さらにディスク上面１３ａと対向面１７ｂとの間隙を外周及びディスク１３の回転方向に向かって流れ、ディスク上面１３ａと対向面１７ｂの間隙から外方及びアクチュエータアクセスエリア１７ａに放出される。
【００２３】
一方、ディスク１３の下面１３ｂにおいては、ディスク１３が回転しているときに生じる、ディスク１３の下面１３ｂと対向面１９ｂの内周領域の負圧によって、空気（あるいはヘリウムなどの気体）が、エア吸入口１９ｄから吸い込まれてエアフィルタ２０を通過し、ディスク１３と下部壁部材１９間の内周領域に流入する。そうして、ディスク下面１３ｂと対向面１９ｂの間隙を外周方向に向かって流れ、ディスク下面１３ｂと対向面１９ｂの間隙から放出される。
【００２４】
この実施形態では、エアフィルタ１８、２０を通って流入する空気、あるいは筐体内に封入された気体は、ディスク１３の周辺で圧縮され、上部、下部壁部分１７、１９がスクイーザとしての役割を果たしている。
【００２５】
このように実施形態は、エアフィルタ１８が上部壁部材１７のエア吸入穴１７ｃに装填され、エアフィルタ２０が下部壁部材１９のエア吸入穴１９ｃに装填されていて、一般的な筐体の外部から空気を吸い込む方式ではないため、エアフィルタ１８、２０を通して吸い込まれた空気は密閉された筐体内部を循環する。このため、ディスク１３には常に浄化されたクリーンな気体が供給されるので、高い空気清浄機能を有しながら、筐体内部の気圧調節や、ヘリウムなどの気体を充填させての動作ができる。
【００２６】
ここで、上部、下部壁部材１７、１９はそれぞれディスククランプ１５及びベース部２１にねじ止めされているため交換可能であり、ディスク１３あるいはアクチュエータに装着されるヘッドの仕様によって最適な設計をすることができる。また、この実施形態は、試験、実験装置としての使用も可能となる。
【００２７】
図１乃至図３ではディスク１３の上面に対して（１本あるいは２本の）ヘッドをアクセスさせる実施形態を示したが、特に試験装置においては、アクチュエータを２本備え、それぞれ独立した動作が求められることがある。そこで、以下にディスク１３の下面のみに１本または２本アクチュエータを配置できる交換可能なディスクシュラウド機構の第２の実施形態と、ディスク１３の上面、下面それぞれに１本ずつアクチュエータを配置できる交換可能なディスクシュラウド機構の第３の実施形態について説明する。
【００２８】
図４及び図５に、ディスク１３の下面１３ｂのみに１本または２本のアクチュエータをアクセスさせることができる第２の実施形態を示した。図４は第２の実施形態の外観を示す斜視図、図５は下部壁部材の斜視図である。なお、図１乃至図３に示した実施形態と同一の機能を有する部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２９】
第２の実施形態では、ディスク１３の上面を全て覆う上部壁部材３１を備える。上部壁部材３１は、ディスク１３の内周と対向する位置に貫通する４個のエア吸入穴３１ａを備え（３個図示）、各エア吸入穴３１ａにエアフィルタ３２が装填されている。さらに１個のエア吸入穴３１ａは、ディスククランプ１５に形成されたエア吸入穴１５ａと連通している。この上部壁部材３１は、上部壁部材交換用ねじ１５ｂによってディスククランプ１５に着脱自在にねじ止め固定されている。
【００３０】
ディスク１３の下面１３ｂに対向する下部壁部材３３は、ディスク１３を非接触状態で収容する凹部３３ａを備えている。凹部３３ａを規制する周壁３３ｂがシュラウドの周壁を構成し、底面は、ディスク１３の下面１３ａに対向する対向面３３ｃを構成している。この下部壁部材３３は平面視、略３／４円形状をしていて、扇形状に欠けた部分がアクチュエータアクセスエリア３３ｄとなっている。つまり、アクチュエータアクセスエリア３３ｄ部分は、対向面３３ｃ及び周壁３３ｂがない。
【００３１】
この下部壁部材３３には、対向面３３ｃに開口する３個のエア吸入穴３３ｅが形成され、各エア吸入穴３３ｅにエアフィルタ３４が装填されている。さらに下部壁部材３３には、図１、図２に示したエア吸入口１９ｄ同様のエア吸入口が形成され、エア吸入穴３３ｅに連通している。さらに下部壁部材３３にも、図３に示した上部壁部材１７の傾斜面１７ｄ同様の傾斜面３３ｆが形成されている。
【００３２】
上部壁部材３１は、クランプ位置において、ディスク１３の上面１３ａに対向する対向面３１ｂが、周壁３３ｂの上面に接触した状態で保持される。このクランプ状態でディスク１３が回転すると、エア吸入穴３１ａからエアフィルタ３２を介して吸い込まれた気体は内周から外周方向かつディスク１３の回転方向に流れ、さらにディスク１３の外周面と周壁３３ｂの間隙に沿ってディスク１３の回転方向へ流れて、アクチュエータアクセスエリア３３ｄから掃き出される。エア吸入穴３３ｅからエアフィルタ３４を介して吸い込まれた気体も同様に、内周から外周方向かつディスク１３の回転方向に流れ、さらにディスク１３の外周面と周壁３３ｂの間隙に沿ってディスク１３の回転方向へ流れて、アクチュエータアクセスエリア３３ｄから掃き出される。
【００３３】
この第２の実施形態では、エアフィルタ３２、３４を通って流入する気体は、ディスク１３の周辺で圧縮され、上下部壁部材３１、３３の対向面３１ｂ、３３ｃがスクイーザとしての役割を果たす。つまり、ディスク１３の上面１３ａ及び下面１３ｂがダンピングされる。
【００３４】
図６には、ディスク１３の上面１３ａ及び下面１３ｂにそれぞれ１本のアクチュエータをアクセスさせることができる第３の実施形態の実施形態の斜視図を示した。なお、第１、第２の実施形態と同一の機能を有する部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
この第３の実施形態では、上部壁部材３１にもアクチュエータアクセスエリア３１ｄが設けられているが、この上部壁部材３１の他の構成は、図４、５に示した上部壁部材３１の構成と同一である。下部壁部材３３のアクチュエータアクセスエリア３３ｇは、図４、５に示した下部壁部材３３のアクチュエータアクセスエリア３３ｄよりも狭いが、他の構成は同一である。そうしてこれらの上部壁部材３１及び下部壁部材３３は、互いのアクチュエータアクセスエリア３１ｄ、３３ｇがディスク１３を挟んで重複しないように配置されている。
【００３６】
この第３の実施形態によれば、ディスク１３は常時、少なくとも上面１３ａ、下面１３ｂのいずれかの面が上部壁部材３１の対向面３１ｂまたは下部壁部材３３の対向面３３ｃによりダンピングされていることとなる。
【００３７】
図７は、下部壁部材３３の着脱構造の実施例を示す縦断面図である。下部壁部材３３は、周壁３３ｂよりも外方に突出したフランジ部３３ｈを備え、このフランジ部３３ｈに開けられたねじ穴を貫通する下部壁部材交換用ねじ４１によってベース部２１に、着脱自在にねじ止めされている。下部壁部材交換用ねじ４１は、上方から操作することができる。ベース部２１には、フランジ部３３ｈまたは下部壁部材３３の外周に当接する位置決め突起２１ｂを複数箇所に設けることが好ましい。
【００３８】
図８は、下部壁部材３３の着脱構造の他の実施例を示す縦断面図である。下部壁部材３３の下面にシュラウド受け２７を当て付け、下方から下部壁部材交換用ねじ４３によりねじ止めし、さらにこのシュラウド受け２７をベース部２１上にねじ４５によりねじ止めした。下部壁部材交換用ねじ４３は、周壁３３ｂ部分に下方からねじ込む構成であり、ねじ４５は上方からベース部２１にねじ込む構成である。なおこれらのねじ止め箇所は、通常複数箇所に設定される。
【００３９】
以上の通り、下部壁部材３３をベース部２１に対してねじ止めにより着脱自在に構成したので、下部壁部材３３の交換が容易であり、試験内容、アクチュエータの構成に応じた異なるシュラウドを簡単に交換することができる。なお、ねじ穴は、ディスク１３に対向する面、隣接する面や、シュラウドが当接する面以外の面に設ける。
【００４０】
上下のシュラウドの対向面がディスク１３を覆う面積比率と面ブレを低減させる効果が現れる程度のディスク１３と対向面の間隔には密接な関係がある。図７、図８において、ディスク１３の上面１３ａと対向面３１ｂの間隔をＬｕ、下面１３ｂと対向面３３ｃの間隔をＬｄ、外周面と周壁３３ｂの内周面の間隔をＬｓとおく。ディスク１３の上下面１３ａ、１３ｂの外周部分を９０度の角度に亘って覆う場合は、上記間隙は５０μm程度以下でなければならないことが知られているが、１８０度覆えば１００μm程度まで離すことができる。
【００４１】
ディスク１３が高速回転することを考慮すると、間隔Ｌｕ、Ｌｄは１００μm程度必要であり、さらに機械公差をより多く取れることが望ましい。
【００４２】
ディスク１３の上下面１３ａ、１３ｂを３６０度覆った場合は、１８０度のケースよりさらに間隙に関する条件が緩やかになると推測されるので、本発明の交換可能なディスクシュラウド機構を容易に実現できる。
【００４３】
図６は上部壁部材３１の対向面と下部壁部材３３の対向面が側面を通じて接する寸法を表したものである。ここでは、下部壁部材３３が周面シュラウドを兼ねている。もちろん上部壁部材３１が周面シュラウドを兼ねてもよいし、上下両方の壁部材３１、３３から周面シュラウドを構成する部分（周壁面）を延ばしてもよい。
【００４４】
一般的なディスク１３のを考慮すると、間隙Ｌｕ、Ｌｄは共に５０〜２００μm程度、間隙Ｌｓは２００〜５００μm程度が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】発明の交換可能なディスクシュラウド機構を適用したスピンドルモータシステムの実施形態の概観を示す斜視図である。
【図２】図１の切断線II-IIに沿う要部断面図である。
【図３】本実施形態において、ディスククランプを開けて、ディスクを外した状態の外観を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の外観を示す斜視図である。
【図５】同第２の実施形態の下部壁部材を示す斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の外観を示す斜視図である。
【図７】第３の実施形態における、下部壁部材の着脱構造の実施例を示す縦断面図である。
【図８】第３の実施形態における、下部壁部材の着脱構造の他の実施例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１  スピンドルモータ
１３  ディスク
１３ａ  上面
１３ｂ  下面
１５  ディスククランプ
１５ａ  エア吸入穴
１５ｂ  上部壁部材交換用ねじ
１７  上部壁部材（上部シュラウド）
１７ｂ  対向面
１７ｃ  エア吸入穴
１７ｄ  傾斜面
１８  エアフィルタ
１９  下部壁部材（下部シュラウド）
１９ｂ  対向面
１９ｃ  エア吸入穴
１９ｄ  エア吸入口
２１  ベース部
２３  支持壁
２５  ヒンジ機構
３１  上部壁部材
３１ａ  エア吸入穴
３１ｂ  対向面
３１ｄ  アクチュエータアクセスエリア
３３  下部壁部材
３３ａ  凹部
３３ｂ  側壁
３３ｃ  対向面
３３ｄ  アクチュエータアクセスエリア
４１  下部壁部材交換用ねじ
４３  下部壁部材交換用ねじ
【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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