(57)【要約】【課題】天面形状が異なるキーボタン間で、押下力に差が生じないキーボタン付き電子機器を提供することを目的とする。【解決手段】キーボタンが形成されたキーシートと、前記キーシートにおけるキーボタンに対応する位置にスイッチが設けられている回路基板とを有して構成されるキーボタン付き電子機器であって、指示内容が同じ種類のキーボタンのうち天面形状が異なるキーボタン間で、異なる荷重のスイッチが設けられていることを特徴とする。該キーボタン付き電子機器は、各キーボタンの押下時における圧力の目標値である目標荷重値を決定し、前記目標荷重値を特性として有するスイッチを用いて、実際にキーボタンを押下するのに必要な圧力を測定し、前記目標荷重値と、前記測定した実測荷重値との差分に基づいて、各キーボタンに用いるスイッチの荷重値を決定することによって製造されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キーボタンが形成されたキーシートと、前記キーシートにおけるキーボタンに対応する位置にスイッチが設けられている回路基板とを有して構成されるキーボタン付き電子機器であって、
指示内容が同じ種類のキーボタンのうち天面形状が異なるキーボタン間で、異なる荷重で作動するスイッチが設けられている
ことを特徴とするキーボタン付き電子機器。
【請求項２】
指示内容が同じ種類のキーボタンのうち天面形状が異なるキーボタン間において、キーボタンを実際に押下するのに必要な圧力を測定した実測荷重値が他のキーボタンよりも高かったキーボタンに用いるスイッチが、前記他のキーボタンに対応するスイッチよりも低い荷重で作動するように構成されている
請求項１に記載のキーボタン付き電子機器。
【請求項３】
指示内容が同じ種類のキーボタンのうち天面形状が凹んでいるキーボタンに用いるスイッチが、天面形状が凹んでいないキーボタンに用いるスイッチよりも低い荷重で作動するように構成されている
請求項１または請求項２に記載のキーボタン付き電子機器。
【請求項４】
キーボタンの押下時における圧力の目標値である目標荷重値と、実際にキーボタンを押下するのに必要な圧力を測定した実測荷重値との差分に基づいて、各キーボタンに用いるスイッチの機能特性としての荷重が決定されている
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のキーボタン付き電子機器。
【請求項５】
指示内容が同じ種類のキーボタンのうち天面形状が異なるキーボタン間において、同じ荷重で作動するスイッチを用いて測定した実測荷重値が他のキーボタンよりも高かったキーボタンに用いるスイッチが、該キーボタンの実測荷重値と前記他のキーボタンの実測荷重値との差分分、前記他のキーボタンに用いるスイッチよりも低い荷重で作動するように構成されている
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のキーボタン付き電子機器。
【請求項６】
指示内容が同じ種類のキーボタンのうち天面形状が凹んでいるキーボタンに用いるスイッチが、同じ荷重で作動するスイッチを用いて測定した該キーボタンの実測荷重値と天面形状が凹んでいない他のキーボタンの実測荷重値との差分分、前記天面形状が凹んでいない他のキーボタンに用いるスイッチよりも低い荷重で作動するように構成されている
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のキーボタン付き電子機器。
【請求項７】
キーボタンが形成されたキーシートと、前記キーシートにおけるキーボタンに対応する位置にスイッチが設けられている回路基板とを有して構成されるキーボタン付き電子機器の製造方法であって、
各キーボタンの押下時における圧力の目標値である目標荷重値を決定し、
前記目標荷重値の圧力で作動する特性を有しているスイッチを用いて、実際にキーボタンを押下するのに必要な圧力を測定し、
前記目標荷重値と、前記測定した実測荷重値との差分に基づいて、各キーボタンに用いるスイッチの機能特性としての荷重値を決定する
ことを特徴とするキーボタン付き電子機器の製造方法。
【請求項８】
目標荷重値の圧力で作動する特性を有しているスイッチを用いて、指示内容が同じ種類のキーボタンのうち天面形状が異なるキーボタンの実測荷重値を測定し、
天面形状が異なるキーボタン間における実測荷重値の差分に基づいて、実測荷重値が高かったキーボタンに用いるスイッチの荷重を、前記差分分下げる
請求項７に記載のキーボタン付き電子機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キーボタン付き電子機器およびキーボタン付き電子機器の製造方法に関し、特に、携帯端末等に利用される操作キーが複数配列されたキーボタン付き電子機器およびキーボタン付き電子機器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機やモバイル端末等の電子機器には、筐体表面上において、操作用にキーボタンが配列されていることが多い。このようなキーボタン付き電子機器における各キーボタンのクリック感触は、例えば、各キーボタンに対応して該電子機器の筐体内に設けられているメタルドームによって出されている。このような場合、クリック感触を出すために必要な押下力は、メタルドームが機能特性として有している荷重値に依存する。
【０００３】
なお、キーボタン付き電子機器におけるクリック感触（またはキーボタンを作動させるための荷重値）に関連する技術として、例えば、特許文献１，２がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１６８６９号公報
【特許文献２】特開２００２−８４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１は、携帯電話機におけるキーレイアウトの一例を示す説明図である。図１に示す携帯電話機では、数値やアルファベット等を入力するためのテンキー（０〜９，＊，＃に対応させたキー）、クリアキー、通話キー、終話キー、方向キーおよび決定キーが配列されている。このように複数のキーボタンが配列される電子機器では、特定のキーボタンを特徴づけるためのガイドが設けられている場合がある。なお、図１では、５番キー１０−５の天面上に突起物が設けられている例を示している。
【０００６】
キーボタンの天面上に突起物を設ける場合には、該突起物が他のキーボタンの天面の高さよりも突出しないように、該キーボタンの天面形状を凹ませた形状にする場合がある。
【０００７】
このように、指示内容が同じ種類のキーボタン（例えば、テンキーにおける各数値に対応するキーや、方向キーにおける各方向に対応するキー）間で天面形状が異なる場合に、同じ荷重のメタルドームを使用していると、押下力に差が生じてしまうという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、天面形状が異なるキーボタン間で、押下力に差が生じないキーボタン付き電子機器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】
【０００９】
本発明によるキーボタン付き電子機器は、キーボタンが形成されたキーシートと、前記キーシートにおけるキーボタンに対応する位置にスイッチが設けられている回路基板とを有して構成されるキーボタン付き電子機器であって、指示内容が同じ種類のキーボタンのうち天面形状が異なるキーボタン間で、異なる荷重で作動するスイッチが設けられていることを特徴とすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明によるキーボタン付き電子機器の製造方法は、キーボタンが形成されたキーシートと、前記キーシートにおけるキーボタンに対応する位置にスイッチが設けられている回路基板とを有して構成されるキーボタン付き電子機器の製造方法であって、各キーボタンの押下時における圧力の目標値である目標荷重値を決定し、前記目標荷重値の圧力で作動する特性を有しているスイッチを用いて、実際にキーボタンを押下するのに必要な圧力を測定し、前記目標荷重値と、前記測定した実測荷重値との差分に基づいて、各キーボタンに用いるスイッチの機能特性としての荷重値を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、天面形状が異なるキーボタン間で、押下力に差が生じないキーボタン付き電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明によるキーボタン付き電子機器におけるキーレイアウトの一例を示す説明図である。図１では、本発明によるキーボタン付き電子機器の一例として、携帯電話機１００を示している。図１に示す携帯電話機１００では、数値やアルファベット等を入力するためのテンキー（０〜９，＊，＃に対応させたキー）、クリアキー、通話キー、終話キー、方向キーおよび決定キーが配列されている。
【００１３】
図２は、図１に示す携帯電話機１００が備えるキー構造のＡ−Ａ’間における断面図である。図２に示すように、キーボタン付き電子機器である携帯電話機１００の内部構造は、キーボタンが形成されたキーシート１と、キーシート１におけるキーボタン１０に対応する位置にメタルドームが設けられている回路基板２とを備えて構成されている。以下、キーシート１に形成される各々のキーボタンを総称してキーボタン１０と呼ぶ場合がある。また、各キーボタン１０に対応するメタルドームを総称してメタルドーム２０と呼ぶ場合がある。
【００１４】
スイッチは、各キーボタン１０の下に実装されるメタルドーム２０を含み、押下操作により回路基板２と接触することにより、電気的導通を図るものである。メタルドーム２０は、例えば、弾性を備えるステンレスによって形成されている。なお、回路基板２には、メタルドーム２０が押下されることにより、回路基板２と接触した際に、電気的導通を図るための接点（以下、回路基板接点２１と呼ぶ。）が形成されている。一方、メタルドーム２０におけるドーム形状底面の領域のうち前記回路基板接点２１と接触する領域のことをメタルドーム接点部と呼ぶ場合がある。
【００１５】
キーシート１には、複数のキーボタン１０がゴム等により形成されている。また、キーボタン１０の底面には、該キーボタン１０が押下された際に、対応するメタルドーム２０の頂点部分に圧力を伝える押し子１１が形成されている。
【００１６】
図２では、キーシート１に、４番キーに相当するキーボタン１０−４と、５番キーに相当するキーボタン１０−５と、６番キーに相当するキーボタン１０−６とが形成されている例が示されている。また、回路基板２には、キーシート１に形成されているキーボタン１０に対応する位置にメタルドーム２０が設けられている。図２では、回路基板２に、キーボタン１０−４に対応するメタルドーム２０−４と、キーボタン１０−５に対応するメタルドーム２０−５と、キーボタン１０−６に対応するメタルドーム２０−６とが設けられている例が示されている。また、回路基板２に、メタルドーム２０−４と接触する回路基板接点２１−４が、メタルドーム２０−５と接触する回路基板接点２１−５が、メタルドーム２０−６と接触する回路基板接点２１−６が形成されている例が示されている。
【００１７】
また、図２に示す例では、テンキーのうち５番キーに相当するキーボタン１０−５の天面上に、５番キーであることを特徴づけるガイドとしての突起部１２が設けられている。なお、キーボタン１０−５の天面形状は、突起部１２が設けられていることにより該突起部１２が他のテンキーよりも突出しないように凹んで形成されている。
【００１８】
また、図３は、突起物が設けられていないことにより天面形状が凹んでいないキーボタン１０（ここでは、４番キーに相当するキーボタン１０−４）における押下操作時の変位の様子を示す説明図である。図３（ａ）は、押下前のキーボタン１０−４およびメタルドーム２０−４の様子を示している。また、図３（ｂ）は、押下後のキーボタン１０−４およびメタルドーム２０−４の様子を示している。なお、図３において、携帯電話機１００の操作面側の筐体３の一部を示している。操作面側の筐体３には、キーボタン１０を収容するための孔が設けられている。
【００１９】
なお、図３（ａ）の時点では、キーボタン１０−４に設けられている押し子１１−４と、メタルドーム２０−４の頂点部分とは接触しているだけであり、メタルドーム２０−４に対し圧力はかかっていない状態である。この状態から、図３（ｂ）に示すように、キーボタン１０−４を押し下げると、メタルドーム２０−４はたわみ、メタルドーム接点部と回路基板２上の回路基板接点２１−４とが接触することで導通する。なお、このときのキーボタン１０−４を作動させるために必要な押下力は、キーボタン１０−４に対応して設けられるメタルドーム２０−４が機能特性として有している荷重値に依存する。以下、メタルドームが有している機能特定としての荷重値をメタルドーム荷重と呼ぶ場合がある。なお、メタルドーム荷重は、メタルドームを回路基板接点２１−４に接触させるために必要な押圧力であるとも言える。従って、キーボタンの天面形状が平らである場合等、ユーザがキーボタンに対し加える押下力がそのままメタルドームに伝わる場合には、キーボタンを完全に押下させるために必要な圧力（押下力）は、メタルドーム荷重とほぼ同じ値となる。
【００２０】
図４は、突起部１２が設けられていることにより天面形状が凹んでいるキーボタン１０（ここでは、５番キーに相当するキーボタン１０−５）における押下操作時の変位の様子を示す説明図である。図４（ａ）は、押下前のキーボタン１０−５およびメタルドーム２０−５の様子を示している。また、図４（ｂ）は、押下後のキーボタン１０−５およびメタルドーム２０−５の様子を示している。
【００２１】
図４に示すように、キーボタン１０−５を押し下げると、メタルドーム２０−５はたわみ、メタルドーム接点部と回路基板２上の回路基板接点２１−４とが接触することで導通する。図４（ｂ）に示すように、キーボタン１０−５の天面形状が凹んでいる場合には、指で押下した際にキーボタン１０−５が変形して指の押下力が逃げてしまうため、押し子１１−５を介してメタルドーム２０−５に力が伝わりにくく、メタルドーム荷重として示されている荷重値よりも強い力で押す必要がある。従って、指示内容が同じ種類のキーボタン間で、天面形状が異なるキーボタンを採用する場合に、同じメタルドーム荷重のメタルドームを用いると、押下力に差が生じてしまうことになる。なお、指示内容が同じ種類のキーボタンとは、具体的には、テンキーにおける各キーボタンや、開始ボタンと終了ボタン、方向キーにおける各方向に対応するキーなど、所定の操作（数字入力、方向指示入力、文字入力、通話など）の開始から終了までの間で使用される複数のキーボタンである。
【００２２】
次に、本発明による携帯電話機１００のキー構造にかかる製造方法について説明する。図５は、本発明による携帯電話機１００のキー構造にかかる製造工程の一例を示す流れ図である。図５に示すように、まず、各キーボタン１０の押下時における圧力の目標値である目標荷重値を決定し（ステップＳ１１）、その目標荷重値を機能特性として有するメタルドーム２０を用いて、実際にキーボタンを押下するのに必要な圧力を実測荷重値としてを測定し（ステップＳ１２）、目標荷重値と測定した実測荷重値との差分に基づいて、各キーボタンに用いるメタルドームの機能特性としての荷重値を決定すればよい（ステップＳ１３）。
【００２３】
具体的には、目標荷重値を機能特性として有しているスイッチを用いて携帯電話機１００を試作機として組み立てればよい。そして、図６に示すようなクリック荷重測定機５００を用いて、組み立てた試作機を用いてキーボタンのクリック荷重を測定する。
【００２４】
クリック荷重測定機５００は、例えば、固定台５１と、固定台５１に搭載された物体に対し押圧するキーボタン押し棒５２とを備える。キーボタン押し棒５２は、固定台５１上のどの位置にでも移動可能に配置される。このクリック荷重測定器５００は、キーボタン押し棒５２を一度定めた位置において、初期設定された高さから一定の高さ分だけ下方に移動することによって、変位量に対しかかる荷重を測定し、その値を接続先のパーソナルコンピュータ等にグラフ表示させる装置である。
【００２５】
このようなクリック荷重測定機５００に、目標荷重値を機能特性として有しているスイッチを用いて組み立てられた試験機を固定設置し、クリック荷重測定機５００のキーボタン押し棒５２を測定したいキーボタン上に設定した上で、該クリック荷重測定機５００を作動させることによって、該キーボタンを実際に押下するのに必要な圧力を測定すればよい。
【００２６】
図７は、クリック荷重測定機５００を作動させて得られる荷重と変位の関係を示す説明図である。図７では、キーボタン押し棒５２の変位量（下方移動量）が増大していくとともに、荷重は増大していく様子が示されている。また、図７では、荷重がＰ１値（荷重の極大値）に達すると次第に減少していき、メタルドーム接点部が回路基板接点に接触した時、Ｐ２値に達することが示されている。Ｐ１値の大きさは押下操作時のクリック感触に影響を与える。一般に、メタルドーム荷重は荷重の極大点によって表される。
【００２７】
例えば、図２に示すキーボタン１０−４やキーボタン１０−６のように、天面形状が平らであるキーボタンの場合、目標荷重値を機能特性として有するメタルドームを用いれば、ほぼ目標荷重値で極大点に達するが、キーボタン１０−４のように天面形状が凹んでいるキーボタンの場合には、目標荷重値よりも高い荷重値で極大点に達することが実測により判明している。具体的には、Ｐ１値として１．３［Ｎ］を機能特性として有するメタルドームを用いた場合に、キーボタン１０−４ではＰ１値としてほぼ１．３［Ｎ］が測定されるが、キーボタン１０−５ではＰ１値として１．５［Ｎ］が測定された。これは、押下時のキーボタン１０−５の変形により、０．２［Ｎ］分の押下力が逃げたことを示している。このような場合には、キーボタン１０−５には、目標荷重値である１．３［Ｎ］に対し、実測荷重値１．５［Ｎ］との差分である０．２［Ｎ］分を下げた１．１［Ｎ］をＰ１値の機能特性として有するメタルドームを採用するようにすればよい（具体例１）。
【００２８】
このように、本実施形態によれば、目標荷重値と実測荷重値との差分に基づいて、キーボタン１０に用いるメタルドームの機能特性としての荷重値を決定しているので、天面形状が異なるキーボタン間であっても、押下力に差が生じないキーボタン付き電子機器を提供することができる。
【００２９】
また、図５に示す方法は、各キーボタンのクリック荷重を目標荷重値に合わせこむことによって、天面形状が異なるキーボタン間で押下力に差が生じないようにする方法であるが、天面形状が異なるキーボタン間で押下力に差が生じないようにするためには、図８に示す方法であってもよい。
【００３０】
図８は、本発明による携帯電話機１００のキー構造にかかる製造工程の他の例を示す流れ図である。図８に示すように、まず、指示内容が同じ種類のキーボタンのうち、天面形状が異なるキーボタン１０（例えば、キーボタン１０−４とキーボタン１０−５）について、目標荷重値を機能特性として有するメタルドーム２０を用いて、実際に該キーボタン１０を押下するのに必要な圧力（実測荷重値）を測定し（ステップＳ２１）、それらキーボタン１０間における実測荷重値の差分を求め（ステップＳ２２）、実測荷重値が他のキーボタン１０よりも高かったキーボタン１０（ここでは、キーボタン１０−５が該当する）について、その差分分を下げた荷重値を機能特性として有しているメタルドーム２０を選定するようにしてもよい（ステップＳ２３）。
【００３１】
これは、図５における目標荷重値を、指示内容が同じ種類のキーボタンの中で最も小さかった実測荷重値に設定する方法である。この方法によれば、各キーボタンに対応するメタルドームの荷重を全て調整する手間をかけずに、天面形状が異なるキーボタン間で押下力に差が生じないようにすることができる。
【００３２】
なお、メタルドーム荷重の調整は、メタルドームの直径を変化させずに行われることが望ましい。例えば、メタルドームの直径を維持させたままメタルドームの厚さを薄くすることによってメタルドーム荷重を下げてもよい。また、例えば、メタルドームの直径および上面の高さを維持させたままメタルドームのドーム形状の傾斜を緩くすることによってメタルドーム荷重を下げてもよい。
【００３３】
なお、上記の実施形態には、キーボタンが形成されたキーシートと、前記キーシートにおけるキーボタンに対応する位置にスイッチが設けられている回路基板とを有して構成されるキーボタン付き電子機器であって、指示内容が同じ種類のキーボタンのうち天面形状が異なるキーボタン間で、異なる荷重で作動するスイッチが設けられているキーボタン付き電子機器が示されている（図２参照）。
【００３４】
また、上記の実施形態には、指示内容が同じ種類のキーボタンのうち天面形状が異なるキーボタン間において、キーボタンを実際に押下するのに必要な圧力を測定した実測荷重値が他のキーボタンよりも高かったキーボタンに用いるスイッチが、前記他のキーボタンに対応するスイッチよりも低い荷重で作動するように構成されているキーボタン付き電子機器が示されている。また、上記の実施形態には、指示内容が同じ種類のキーボタンのうち天面形状が凹んでいるキーボタンに用いるスイッチが、天面形状が凹んでいないキーボタンに用いるスイッチよりも低い荷重で作動するように構成されているキーボタン付き電子機器が示されている。なお、上記の実施の形態において、指示内容が同じ種類のキーボタンのうち天面形状が異なるキーボタン間とは、キーボタン１０−５以外のキーボタン（例えば、キーボタン１０−４，６）とキーボタン１０−５との関係に相当する。
【００３５】
また、上記の実施形態には、キーボタンの押下時における圧力の目標値である目標荷重値と、実際にキーボタンを押下するのに必要な圧力を測定した実測荷重値との差分に基づいて、各キーボタンに用いるスイッチの機能特性としての荷重が決定されているキーボタン付き電子機器が示されている（具体的には、図５におけるステップＳ１３参照。）。
【００３６】
また、上記の実施形態には、指示内容が同じ種類のキーボタンのうち天面形状が異なるキーボタン間において、同じ荷重で作動するスイッチを用いて測定した実測荷重値が他のキーボタンよりも高かったキーボタンに用いるスイッチが、該キーボタンの実測荷重値と前記他のキーボタンの実測荷重値との差分分、前記他のキーボタンに用いるスイッチよりも低い荷重で作動するように構成されているキーボタン付き電子機器が示されている。また、上記の実施形態には、指示内容が同じ種類のキーボタンのうち天面形状が凹んでいるキーボタンに用いるスイッチが、同じ荷重で作動するスイッチを用いて測定した該キーボタンの実測荷重値と天面形状が凹んでいない他のキーボタンの実測荷重値との差分分、前記天面形状が凹んでいない他のキーボタンに用いるスイッチよりも低い荷重で作動するように構成されているキーボタン付き電子機器が示されている。なお、上記実施の形態において、例えば、具体例１によって示されている。
【００３７】
また、上記の実施形態には、目標荷重値の圧力で作動する特性を有しているスイッチを用いて、指示内容が同じ種類のキーボタンのうち天面形状が異なるキーボタンの実測荷重値を測定し、天面形状が異なるキーボタン間における実測荷重値の差分に基づいて、実測荷重値が高かったキーボタンに用いるスイッチの荷重を、前記差分分下げるキーボタン付き電子機器の製造方法が示されている（図８参照。）。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、テンキーや方向キー等指示内容が同じ種類のキーボタンが複数配列される電子機器に限らず、クリック感触を同じにしたいキーボタン間で異なる天面形状を形成するような電子機器にも好適に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明によるキーボタン付き電子機器におけるキーレイアウトの一例を示す説明図である。
【図２】携帯電話機１００が備えるキー構造のＡ−Ａ’間における断面図である。
【図３】キーボタン１０−４における押下操作時の変位の様子を示す説明図である。
【図４】キーボタン１０−５における押下操作時の変位の様子を示す説明図である。
【図５】携帯電話機１００のキー構造にかかる製造工程の一例を示す流れ図である。
【図６】クリック荷重測定機５００の一例を示す説明図である。
【図７】クリック荷重測定機５００を作動させて得られる荷重と変位の関係を示す説明図である。
【図８】本発明による携帯電話機１００のキー構造にかかる製造工程の他の例を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００４０】
１００  携帯電話機
１  キーシート
１０  キーボタン
１０−４，６  ガイド無しテンキー
１０−５  ガイド付きテンキー
１１  押し子
１２  突起部
２  回路基板
２０  メタルドーム
２０−４，６  ガイド無しテンキーに対応するメタルドーム
２０−５  ガイド付きテンキーに対応するメタルドーム
２１  回路基板接点
【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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