(57)【要約】【課題】操作対象に応じて節度を与える位置を任意に設定できるとともに、節度角度の設定が容易であり、且つ、節度感の強弱などの設定が容易となり、さらには電磁石が断電されたときに急激な節度感を与えないようにする。【解決手段】節度装置１は、操作ダイヤル２０により回動される軸３に設けられた回動抵抗受部５と、抵抗付与手段８と、電磁石４とを備えている。抵抗付与手段８は、コイルばね１０及び押圧部材１１を有し、該コイルばね１０のばね力により、前記押圧部材１１を回動抵抗受部５の凹面部６に対して押圧し、電磁石４の通電時に節度を与える。さらに、軸３の回動中心を中心とする円弧面部７と、ばね１５を備えて円弧面部７を常時ばね力により押圧する節度感漸減手段１３とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体と、
この装置本体に回動操作可能に設けられ外部からの操作力により操作される回動部材と、
略Ｖ形の凹面部を有する回動抵抗受部と、
鋼線製コイルばね及び押圧部材を有し、該コイルばねのばね力により、前記押圧部材を回動抵抗受部の前記凹面部に対して押圧して回動抵抗を与えるための抵抗付与手段と、
前記装置本体に設けられた電磁石と、
前記回動部材の回動位置を検出する回動位置検出手段と、
この回動位置検出手段により検出された前記回動部材の回動位置に応じて前記電磁石を通断電制御する制御手段と、
前記回動部材の回動中心と同心状態で回動可能に設けられ電磁石の通電時に該電磁石に吸着されて非回動状態に固定される応動部材と、
前記回動部材の回動中心を中心とする円弧面部と、
ばね手段を備えて前記円弧面部を常時ばね力により押圧する節度感漸減手段と
を備え、
前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段との一方を、前記回動部材と一体回動可能に設け、他方を、前記応動部材に設ける構成とし、
前記円弧面部と前記節度感漸減手段との一方を、前記回動部材と一体回動可能に設け、他方を、前記応動部材に設ける構成としたことを特徴とする節度装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から操作される回動部材の動作に節度を与える節度装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の各種コントロールに使用されるロータリスイッチ装置は、例えば、特許文献１に開示されているスイッチ装置のように、ケース内面に形成された山部及び谷部を交互に有する節度面部と、ケース内のロータ側に設けられたコイルばね及びこのコイルばねにより節度面部に当接するように付勢されたボールとからなる節度機構を有している。
【０００３】
このような構成の節度機構によれば、使用者が操作ノブを回動してスイッチ操作を行う場合、ロータの回動に伴ってボールが山部を超えて谷部に移動し、この谷部に落ち込む。すなわち、ボールが山部を超える前後において操作ノブに与えられるフィードバック力が変化する。これにより、操作ノブの回動に節度が与えられている。
【特許文献１】実開平５−９４９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１のものでは、操作ノブを回動した時に節度が与えられる回動角度（以下、節度角度という）が、節度面の山部及び谷部の形成ピッチ（角度ピッチ）に制約されてしまう問題がある。また、このものでは、ナビゲーション装置の画面での選択操作に用いる場合に、ナビ画面では画面ごとに節度を与えたい位置が変わるため、採用できない問題もある。この問題を解決するものとして、図１１に示す構成の節度装置が考えられている。
【０００５】
図１１において、例えばインストルメントパネル１０１の裏面側の適宜部位に取り付けられた装置ベース１０２には、軸１０３が回動可能に支承されている。この軸１０３において前記インストルメントパネル１０１の表面側に突出する一端部には、操作部材１０４が軸１０３と一体回動する形態に取り付けられている。さらに、この軸１０３の他端部には、操作部材１０４の回動位置を検出するためのロータリーエンコーダ１０５のディスク１０５ａが軸１０３と一体回動する形態に取り付けられている。
【０００６】
さらに、軸１０３のやや左側の部位に被吸着部１０６が軸１０３と一体回動する形態に設けられており、この被吸着部材１０６の右面には磁性板からなる被吸着体１０６ａが取着されている。この被吸着体１０６ａの右方部には、電磁石１０７が、軸１０３とは無関係に回動可能に、且つ微小距離で軸方向移動可能に設けられている。この電磁石１０７と装置ベース１０２との間には、合成樹脂からなるばね板１０８、１０８が設けられており、このばね板１０８、１０８の一端は前記装置ベース１０２に取着され、他端は前記電磁石１０７に取着されている。このばね板１０８、１０８は、軸１０３の回動に対して抵抗を与えるものである。なお軸１０３には適宜の操作対象物が付設あるいは連結される。
【０００７】
この図１１の構成において、通常は、電磁石１０７が断電されており、操作部材１０４が使用者により回動操作されると、軸１０３、ディスク１０５ａ、被吸着部１０６が一体回動する。そして、操作部材１０４が所定角度回動されると、ロータリーエンコーダ１０５がこの所定角度を検出し、これに基づいて図示しない制御部が電磁石１０７に通電する。すると、電磁石１０７と被吸着体１０６ａとが吸着状態となって当該電磁石１０７、被吸着体１０６ａ、軸１０３、操作部材１０４が一体化状態となる。従って、この状態から使用者が操作部材１０４をさらに回動すると、板ばね１０８、１０８の他端がその回動方向へ弾性変形することによって復元方向へばね力を発生し、使用者が回動抵抗を受け、電磁石が断電したときに回動抵抗がなくなる。回動抵抗の差により節度が与えられる。
【０００８】
しかし、この構成では、合成樹脂製のばね板１０８、１０８を使用するため、ばね機能を奏するための形状の設定が難しいとともに、ばね力設定のための材料選定も難しく、総じて節度感の設定が難しいといった問題があった。また、節度感の滑らか度合いとか、急激度合いなどの微妙な設定も困難であった。さらに電磁石１０７が断電されたときに、回動部材１０３が無負荷状態となり、該回動部材１０３を操作していたユーザーが、負荷有り状態から急激な負荷軽減を感じて、つまり急激な節度感を感じてしまう問題があった。
【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、操作対象に応じて節度を与える位置を任意に設定でき、また、節度角度の設定が容易であり、且つ、節度感の強弱などの設定が容易となり、さらには電磁石が断電されたときに急激な節度感を与えないようにできる節度装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の節度装置は、装置本体と、この装置本体に回動操作可能に設けられ外部からの操作力により操作される回動部材と、略Ｖ形の凹面部を有する回動抵抗受部と、鋼線製コイルばね及び押圧部材を有し、該コイルばねのばね力により、前記押圧部材を回動抵抗受部の前記凹面部に対して押圧して回動抵抗を与えるための抵抗付与手段と、前記装置本体に設けられた電磁石と、前記回動部材の回動位置を検出する回動位置検出手段と、この回動位置検出手段により検出された前記回動部材の回動位置に応じて前記電磁石を通断電制御する制御手段と、前記回動部材の回動中心と同心状態で回動可能に設けられ電磁石の通電時に該電磁石に吸着されて非回動状態に固定される応動部材と、前記回動部材の回動中心を中心とする円弧面部と、ばね手段を備えて前記円弧面部を常時ばね力により押圧する節度感漸減手段とを備え、前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段との一方を、前記回動部材と一体回動可能に設け、他方を、前記応動部材に設ける構成とし、前記円弧面部と前記節度感漸減手段との一方を、前記回動部材と一体回動可能に設け、他方を、前記応動部材に設ける構成としたところに特徴を有する。
【００１１】
この請求項１の発明においては、前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段との一方を、前記回動部材と一体回動可能に設け、他方を、前記応動部材に設ける構成としているから、応動部材と回動部材とが、前記抵抗付与手段の前記コイルばねによる押圧作用により一体的に連結された形態となり、使用者が回動部材を回動操作する（外部からの操作力が加えられると）と、前記電磁石の断電時には前記応動部材が回動可能であるから、回動部材と応動部材とが、前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段を介して一体回動する。なお、円弧面部及び節度感漸減手段も一体回動する。従って、電磁石の断電時には、回動部材の回動操作に伴って前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段との両方が回動し、節度感は発生しない。
【００１２】
そして、回動部材が所定の回動位置に達すると、回動位置検出手段により当該所定の回動位置が検出され、制御手段により、電磁石が通電される。この通電により、前記応動部材が該電磁石に吸着されて非回動状態に固定される。すると、使用者からの操作力が作用している回動部材は回動されているから、抵抗付与手段の押圧部材がコイルばねのばね力に抗して回動抵抗受部の凹面部を摺動するようになり、コイルばねのばね力が増加して抵抗感が強くなる。そして、回動部材が所定の回動位置に達すると、電磁石が断電され、この抵抗感がなくなり、使用者が操作している回動部材に対して応動部材が自由となって凹面部中央へ戻る（応動部材が回動部材に対して相対的に移動する）。これにて、コイルばねによる抵抗感の急変により節度感が発生する。この場合、節度感漸減手段が、前記円弧面部を常時ばね力により押圧しているから、つまり、回動部材と応動部材との間に、それらの相対移動抵抗となる力が作用しているから、回動部材に対する応動部材の戻り速度が緩和され、もって、節度感漸減手段により、急激な節度感を与えないようにできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の節度装置は、操作対象に応じて節度を与える位置を任意に設定でき、また、節度角度の設定が容易であり、且つ、節度感の強弱などの設定が容易となり、さらには電磁石が断電されたときに急激な節度感を与えないようにできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を例えば車両エアコンの温度設定用の節度装置に使用した第１の実施例について図１ないし図６を参照して説明する。図１には、節度装置１の縦断面して示している。この図１において、節度装置１は、例えば自動車のインストルメントパネル１９裏側に取り付けられている。
【００１５】
この節度装置１は、装置本体としての装置ケース２を備えている。この装置ケース２には回動部材たる軸３が回動可能に支承されている。この軸３の一端部は当該装置ケース２の一端部及び前記インストルメントパネル１９から突出している。この突出端部には、温度調節用の操作部材たる操作ダイヤル２０が一体回動する形態に取り付けられている。前記インストルメントパネル１９において、上記操作ダイヤル２０の周囲には図３に示すように、温度表示部１９ａが設けられている。この温度表示部１９ａには、温度１８℃〜３１℃を指標する目盛り部ｍ１〜ｍ１４が設けられている。
【００１６】
前記装置ケース２内の電磁石ホルダ２ａにはほぼ円筒形の電磁石４が取着されており、この電磁石４の中空部を軸３が挿通している。
また、軸３における電磁石４右方部には、円筒スリーブ状の回動抵抗受部５が軸３と一体回動するように設けられており、この回動抵抗受部５の内面には、図２に示すように、略Ｖ形の凹面部６が形成されている。この凹面部６は、斜面６ａと斜面６ｂとで略Ｖ形をなす。
【００１７】
前記回動抵抗受部５において、前記凹面部６と反対側の部分に、軸３の回動中心を中心とする円弧面部７が形成されている。
また、この回動抵抗受部５の内部における軸３部分には、抵抗付与手段８が設けられている。この抵抗付与手段８は、応動部材９に設けられている。この応動部材９は磁性材から構成されており、前記電磁石４と軸方向で対向した形態で前記軸３と同心状態に回動可能に設けられている。前記抵抗付与手段８は、ホルダ８ａに形成したガイド筒部１２内に、鋼線製コイルばね１０と、押圧部材１１とを収容配置して構成されている。前記コイルばね１０が圧縮状態で収容配置されている。このコイルばね１０のばね力により、図２に示すように、押圧部材１１が前記凹面部６の谷中心部に押圧付勢されている。
【００１８】
前記応動部材９には、節度感漸減手段１３が設けられている。この節度感漸減手段１３は、前記ホルダ８ａに前記ガイド筒部１２と反対側に形成したガイド筒部１４と、このガイド筒部１４内に収容配置したばね手段たる鋼線製コイルばね１５と、ガイド筒部１４内に一部収容配置した押圧部材１６とを備えて構成されている。前記コイルばね１５は圧縮状態で収容配置されている。このコイルばね１５のばね力により、図２に示すように、押圧部材１６が前記円弧面部７に押圧付勢されている。
【００１９】
前記軸３の他端部には回動位置検出手段たる位置センサ１７が設けられており、例えばポテンショメータから構成されており、軸３の回動位置（角度位置）を検出し、この回動位置検出信号は前記制御装置１８（図４参照）に与えられる。なお、位置センサ１７からの回動位置検出信号は、温度設定のためにも用いられるようになっている。
【００２０】
図４に示す制御装置１８は、制御手段として機能するものであり、マイクロコンピュータを含んで構成されている。
なお、回動角度位置ｋ０から軸３の矢印Ｂ方向への回動は図示しないストッパにより阻止され、また回動角度位置ｋ２７から軸３の矢印Ａ方向への回動も図示しないストッパにより阻止されている。
【００２１】
上記構成の作用について説明する。今、操作ダイヤル２０が例えば角度位置ｋ０にあるとする。この状態では、電磁石４が断電されている状態にあり、抵抗付与手段８の押圧部材１１は、回動抵抗受部５の凹面部６の谷中心部に押圧付勢されており、前記応動部材９が軸３に対して回動可能である。また、節度感漸減手段１３の押圧部材１１は、常時前記ばね１５のばね力により円弧面部７に押圧付勢されている。
【００２２】
この状態から、使用者が操作ダイヤル２０を図２の矢印Ａ方向へ回動操作したとすると、上述したように、押圧部材１１が回動抵抗受部５の凹面部６の谷中心部に押圧付勢され、且つ応動部材９が軸３に対して回動可能であるから、押圧部材１１も一体回動する（図６（ａ）参照）。つまり、電磁石４の断電時には、軸３の回動に伴って前記回動抵抗受部５と前記抵抗付与手段８との両方が回動し（一体的に回動し）、節度感は発生しない（図５、図６（ａ）の角度範囲ａ１°）。
【００２３】
この角度範囲ａ１°となると、電磁石４が通電されて、この通電により電磁石４が応動部材９を吸着固定もしくは吸引固定する。これにより押圧部材１１が回動不能状態に固定され、これに対し、回動抵抗受部５は、引き続き使用者による回動操作力を受けて矢印Ａ方向へ回動される。すると、図６（ｂ）に示すように、該回動抵抗受部５の凹面部６の斜面６ａが押圧部材１１と摺接し、押圧方向へのコイルばね１０のばね力が増加し、該回動抵抗受部５が回動抵抗を使用者が強く感じるようになる。この結果、ユーザーに抵抗感つまり節度感が作用する（図５の角度範囲ａ２°）。そして、図６（ｃ）に示すように、回動抵抗受部５がこの角度範囲ａ２°の矢印Ａ方向境界位置ｋ２（図５参照）となったところで電磁石４が断電される。すると、吸着固定もしくは吸引固定が解除されて、前記前記節度感が解除されてクリック感（節度感）が作用することとなる。この場合、使用者がまだ操作ダイヤル２０を摘み持ったままなので、軸３は固定状態とみなすことができるから、抵抗付与手段８が、図６（ｃ）の状態から凹面部６の谷部へ（矢印Ａ方向）移動することになる。このとき、節度感漸減手段１３の押圧部材１６が円弧面部７を矢印Ａ方向へ移動することになるが、押圧部材１６が円弧面部７に押圧付勢されているから、両者間に摺動摩擦力が作用し、節度感が漸減する（図５の線Ｓａ部分参照）。なお、この図の線Ｓ´は、節度感漸減手段１３が無い場合の節度感を示している。
【００２４】
このような本実施例によれば、回動部材たる軸３が回動操作されると、前記回動抵抗受部５が、前記軸３と一体回動し、抵抗付与手段８が、前記電磁石４の断電時に前記軸３と一体回動する。従って、電磁石４の断電時には、軸３の回動操作に伴って前記回動抵抗受部５と前記抵抗付与手段８との両方が回動し、節度感は発生しない。そして、軸が所定の回動位置に達すると、位置センサ１７により所定の回動位置が検出され、制御手段たる制御装置１３により、電磁石４が通電される。この通電により、前記抵抗付与手段８が、該電磁石４に吸着されて非回動状態に固定される。すると、抵抗付与手段８の押圧部材１１がコイルばね１０のばね力に抗して回動抵抗受部５の凹面部６を相対的に摺動するようになり、コイルばね１０のばね力が増加して抵抗感が強くなる。そして、軸３が所定の回動位置に達すると、電磁石４が断電され、この抵抗感が少なくなる。この結果、コイルばね１０による抵抗感の変化により節度感が発生させることができる。
【００２５】
この場合、節度感漸減手段１３が、前記円弧面部７を常時ばね力により押圧しているから、つまり、軸３と応動部材９との間に、それらの相対移動抵抗となる力が作用しているから、上記節度感が緩和され、もって、節度感漸減手段１３により、急激な節度感を与えないようにできる。
【００２６】
また、本実施例によれば、前記通電開始位置及び通電停止位置の変更により、節度角度を容易に変更できる。また、略Ｖ形の凹面部６を有する回動抵抗受部５と、鋼線製コイルばね１０及び押圧部材１１を有し、該コイルばね１０のばね力により、前記押圧部材１１を回動抵抗受部５の前記凹面部６に対して押圧して回動抵抗を与えるための抵抗付与手段８とで、節度を与える構成であるから、コイルばね１０の選定と、凹面部６の傾斜角度の設定により節度感の間隔と強弱の設定が容易となる。
【００２７】
図７ないし図９は、本発明の第２の実施例を示しており、本発明を例えばジョイスティック装置の節度装置に適用した点が前記第１の実施例と異なる。図９には、車両に設けたジョイスティック装置２１を示している。このジョイスティック装置２１は、表示装置２２に表示される複数のアイコンを択一指示するために設けられている。前記ジョイスティック装置２１は前記コンソールボックス２３の下部（運転者が操作しやすい位置）に設けられている。前記表示装置２２は、カーナビゲーション装置やオーディオなどの表示装置として使用されるもので、車両のインストルメントパネル２４（運転者から見やすい位置）に設けられている。
【００２８】
また、このジョイスティック装置２１について述べる。図７は、ジョイスティック装置２１のカバー２１ａを外した状態を示している。この図７において、ジョイスティック装置２１は、ジョイスティック部材２６と、第１の揺動部材２７と、第２の揺動部材２８と、本発明に係る節度装置たる第１の節度装置２９と、同じく本発明に係る節度装置たる第２の節度装置３０、制御手段たる制御装置（図示せず）とを備えて構成されている。
【００２９】
前記ジョイスティック部材２６は下端部がジョイスティック装置ベース２１ｂにいずれの方向へも傾動可能に支持されており、上部に摘み２６ａを有する。前記第１の揺動部材２７は、湾曲状に形成された板部材から構成されており、該第１の揺動部材２７は一端部が前記第１の節度装置２９の後述する軸３により軸支され、他端部がＸ方向用位置センサ２９ａのセンサ軸２９ｂにより軸支され、もって、該第１の揺動部材２７はＸ方向へ回動し得るように揺動可能に設けられている。この第１の揺動部材２７の中央部には長手方向に沿ってスリット２７ａが形成されている。
【００３０】
前記第２の揺動部材２８は、第１の揺動部材２７と同様に、湾曲状に形成された板部材から構成されており、該第２の揺動部材２８は一端部が前記第２の節度装置３０の後述する軸３により軸支され、他端部がＹ方向用位置センサ３０ａのセンサ軸３０ｂにより軸支され、もって、該第２の揺動部材２８はＹ方向へ回動し得るように揺動可能に設けられている。この第２の揺動部材２８の中央部には長手方向に沿ってスリット２８ａが形成されている。
【００３１】
そして、これら第１の揺動部材２７のスリット２７ａ及び第２の揺動部材２８のスリット２８ａには前記ジョイスティック部材２６が挿通されている。従って、第１の揺動部材２７及び第２の揺動部材２８はジョイスティック部材２６の操作方向に応じて揺動する。
【００３２】
さて、前記第１の節度装置２９と、第２の節度装置３０とは同一構成であり、そして、これら節度装置２９、３０は、前記第１の実施例の節度装置１と、基本的に同じ構成である。従って、第１の実施例の節度装置１と同じ構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３３】
前記節度装置２９、３０と、前記第１の実施例の節度装置１との相違点は、節度装置２９、３０が、回動位置検出手段としてのＸ方向用位置センサ２９ａ、Ｙ方向用位置センサ３０ａを、上述したように、装置ケース２の外部に設けた点にある。
【００３４】
上記第２の実施例においては、ジョイスティック部材２６の揺動成分のうちＸ方向については第１の節度装置２９により節度を与え、Ｙ方向については第２の節度装置３０により節度を与えるようになっている。この第２の実施例においても、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
図１０は本発明の第３の実施例を示しており、次の点が第１の実施例と異なる。第１の実施例では、前記回動抵抗受部５を回動部材たる軸３と一体回動可能に設け、前記抵抗付与手段８を応動部材９に設ける構成としたが、この第３の実施例では、抵抗付与手段３８を、前記軸３に形成されたスリーブ３ａと一体回動可能に設けると共に、前記回動抵抗受部３９を、応動部材９に設けている。また、この第３の実施例では、前記回動抵抗受部３９の凹面部６以外の部分を円弧面状に形成することで、円弧面部４０を該回動抵抗受部３９に形成し、節度感漸減手段４１を軸３のスリーブ３ａに設けている。この第３の実施例においても、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。要するに、前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段との一方を、前記回動部材と一体回動可能に設け、他方を、前記応動部材に設ける構成とし、前記円弧面部と前記節度感漸減手段との一方を、前記回動部材と一体回動可能に設け、他方を、前記応動部材に設ける構成とすれば良い。
【００３６】
本発明は上記各実施例に限定されず、次のように変更して実施しても良い。回動位置検出手段としては、ポテンショメータに限られず、ロータリーエンコーダや、複数のホールＩＣと磁極との組み合わせ構成でも良い。また、押圧部材及び押し当て部材は球状に形成しても良いし、鋼球を用いても良い。また、凹面部は全体として略Ｖ形であればよく、その谷中心部の形状は図示した角部に限定されるものではなく、例えば凹面部の谷中心部は、丸みを帯びていても良いし、狭小な平坦部となっていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明をエアコンの温度設定用の節度装置に適用した第１の実施例を示す縦断側面図
【図２】図１のＴ−Ｔ線断面図
【図３】インストルメントパネルの正面図
【図４】電気的構成のブロック図
【図５】電磁石に対する通断電制御と節度感とを説明するための図
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は作用を説明するための図２相当図
【図７】本発明をジョイスティック装置の節度装置に適用した第２の実施例を示す斜視図
【図８】節度装置の縦断側面図
【図９】ジョイスティック装置を組み込んだ車両のコンソールボックス部分の斜視図
【図１０】本発明の第３の実施例を示す図２相当図
【図１１】従来例を示す節度装置の縦断側面図
【符号の説明】
【００３８】
図面中、１は節度装置、２は装置ケース（装置本体）、３は軸（回動部材）、４は電磁石、５は回動抵抗受部、６は凹面部、７は円弧面部、８は抵抗付与手段、９は応動部材、１０はコイルばね、１１は押圧部材、１３は節度感漸減手段、１７は位置センサ（回動位置検出手段）、１８は制御装置（制御手段）、２０は操作ダイヤル、２１はジョイスティック装置、２６はジョイスティック部材、２９は第１の節度装置（節度装置）、３０は第２の節度装置（節度装置）を示す。
【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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