(57)【要約】【課題】外力による接続端子の破断を防止する。【解決手段】接続端子３は、挿入実装型接続部３ａと大径部３ｄとを有している。挿入実装型接続部３ａは、接続端子３の上端から所定長さに渡って径が小さく形成され、一方の回路基板１に設けられたスルーホール１ｈに挿入された状態で、回路基板１の表面のランド１ｒに対してはんだ７により接続される。大径部３ｄは、挿入実装型接続部３ａより径が大きくなっている。挿入実装型接続部３ａと大径部３ｄとの間には、挿入実装型接続部３ａと同一径で、挿入実装型接続部３ａと連続するように形成された小径連続部３ｂが設けられている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で対向する回路基板同士を電気的に接続する接続端子であって、
当該接続端子の端部から所定長さに渡って径が小さく形成され、前記回路基板に設けられた貫通孔に挿入された状態で、前記回路基板に対してはんだにより接続される挿入実装型接続部と、
前記挿入実装型接続部より径が大きい大径部と、を備えた接続端子において、
前記挿入実装型接続部と前記大径部との間に、前記挿入実装型接続部と同一径で、当該挿入実装型接続部と連続するように形成された小径連続部をさらに備えた、ことを特徴とする接続端子。
【請求項２】
請求項１に記載の接続端子において、
前記挿入実装型接続部は、前記貫通孔に埋没する埋没部分と、前記貫通孔に対して前記大径部と反対側に突出する先端側突出部分と、前記貫通孔に対して前記大径部側に突出する根元側突出部分と、から構成され、
前記小径連続部は、前記根元側突出部分から所定長連続している、ことを特徴とする接続端子。
【請求項３】
請求項２に記載の接続端子において、
前記挿入実装型接続部は、前記回路基板の表面の前記貫通孔の周囲に設けられたランドに対してはんだにより接続され、
前記貫通孔からの前記根元側突出部分の突出長さと、前記小径連続部の長さとは、それぞれ前記挿入実装型接続部から前記ランドの外周縁までの径以上である、ことを特徴とする接続端子。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の接続端子において、
前記大径部から前記小径連続部にかけて、径が徐々に小さくなるように形成されたテーパー部をさらに備え、
前記小径連続部の周面に対する前記テーパー部の角度は、１３５°以上である、ことを特徴とする接続端子。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の接続端子において、
前記大径部は、Ｓ字状に湾曲する湾曲部を有している、ことを特徴とする接続端子。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の接続端子において、
前記挿入実装型接続部は、当該接続端子の上端部に形成され、
前記小径連続部は、前記挿入実装型接続部の下方に連続するように形成されている、ことを特徴とする接続端子。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の接続端子において、
当該接続端子の一方の端部に、一方の前記回路基板の表面に設けられたランドに対してはんだにより接続される前記挿入実装型接続部が形成され、
当該接続端子の他方の端部に、他方の前記回路基板の表面に設けられたパッドに対してはんだにより接続される表面実装型接続部が形成されている、ことを特徴とする接続端子。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の接続端子と、
所定の間隔で対向して、前記接続端子により電気的に接続される複数の回路基板とを備えた、ことを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の間隔で対向する回路基板同士を電気的に接続する接続端子と、当該接続端子および回路基板を備えた電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の回路基板を備えた電子装置では、回路基板同士を所定の間隔で対向させた状態で電気的に接続するために、接続端子が用いられている。接続端子の各端部には、回路基板に対してはんだにより電気的に接続される接続部が設けられている。その接続部には、挿入実装型接続部と表面実装型接続部とがある。
【０００３】
たとえば特許文献１では、接続端子の上端部に挿入実装型接続部が設けられ、下端部に表面実装型接続部が設けられている。また、特許文献２および特許文献３では、接続端子の上下の各端部に、挿入実装型接続部が設けられている。
【０００４】
表面実装型接続部は、回路基板の表面に設けられたパッド上に載置された状態で、該パッドに対してはんだにより接続される。挿入実装型接続部は、回路基板に設けられた貫通孔に挿入された状態で、該貫通孔を囲むように回路基板に設けられたランドに対してはんだにより接続される。
【０００５】
回路基板に設けられた小径の貫通孔に挿入し易くするのため、挿入実装型接続部が、接続端子の一方の端から所定長さに渡って、他の部分より小さい径で形成されることがある（特許文献１）。
【０００６】
温度変化や振動などの外力により、接続端子と回路基板との接続部分に応力がかかることがある。その応力を吸収するため、接続端子の中央部に湾曲部が設けられることがある（特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２４２４７３号公報
【特許文献２】実開昭５２−１４２６４６号公報
【特許文献３】特開平８−２３６１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図６は、従来の接続端子５０と回路基板６０との接続部分の断面図である。回路基板６０には、貫通孔であるスルーホール６１が設けられている。また、回路基板６０の表面や裏面のスルーホール６１の周囲には、ランド６２が設けられている。接続端子５０の一方の端から所定長さに渡って、他の部分より小さい径で挿入実装型接続部５１が形成されている。挿入実装型接続部５１は、回路基板６０のスルーホール６１に挿入された状態で、スルーホール６１やランド６２に対してはんだ７０により接続されている。挿入実装型接続部５１から回路基板６０の表面や裏面のランド６２の外周縁にかけては、はんだ７０のフィレットが形成されている。
【０００９】
回路基板６０のスルーホール６１などに接続端子５０の挿入実装型接続部５１を接続する作業は、自動機または手作業で行われる。その際、はんだ７０の量がばらつくことがある。そして、はんだ７０の量が多くなった場合、回路基板６０からのはんだ７０のフィレットの高さが高くなって、接続端子５０の挿入実装型接続部５１より径が大きい部分５２と回路基板６０との間に、急峻に起伏するＶ字状のくびれ８０が生じてしまう。この状態で、温度変化や振動などの外力が回路基板６０にかかると、該外力によって生じるせん断応力τが、くびれ８０の最も径が小さい箇所に相当する接続端子５０の一断面Ｘに集中して、該一断面Ｘで接続端子５０が破断するおそれがある。
【００１０】
本発明は、外力による接続端子の破断を防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の接続端子は、所定の間隔で対向する回路基板同士を電気的に接続する端子であって、挿入実装型接続部と大径部とを備えている。挿入実装型接続部は、当該接続端子の端部から所定長さに渡って径が小さく形成され、回路基板に設けられた貫通孔に挿入された状態で、回路基板に対してはんだにより接続される。大径部は、挿入実装型接続部より径が大きくなっている。そして、本発明の接続端子は、さらに、挿入実装型接続部と大径部との間に、挿入実装型接続部と同一径で、当該挿入実装型接続部と連続するように形成された小径連続部を備えている。
【００１２】
本発明の電子装置は、上記接続端子と、所定の間隔で対向して、上記接続端子により電気的に接続される複数の回路基板とを備える。
【００１３】
上記の構成によると、接続端子の大径部と挿入実装型接続部との間に、挿入実装型接続部と同一径の小径連続部が、挿入実装型接続部と連続するように形成されている。これにより、回路基板の貫通孔に挿入された挿入実装型接続部におけるはんだの量が多くても、このはんだは、挿入実装型接続部および小径連続部の範囲内にとどまって、大径部に到達しなくなる。その結果、接続端子の大径部と回路基板との間に、急峻に起伏するＶ字状のくびれが生じなくなる。このため、温度変化や振動などの外力が電子装置の回路基板にかかっても、これらの外力によって生じるせん断応力が、大径部とはんだとの間の接続端子の一断面に集中しなくなる。そして、当該応力が接続端子の小径連続部で分散されるので、外力による接続端子の破断を防止することができる。
【００１４】
本発明では、接続端子の挿入実装型接続部は、回路基板の貫通孔に埋没する埋没部分と、貫通孔に対して大径部と反対側に突出する先端側突出部分と、貫通孔に対して前記大径部側に突出する根元側突出部分とから構成され、小径連続部は、根元側突出部分から所定長さで連続していてもよい。
【００１５】
また、本発明において、挿入実装型接続部を、回路基板表面の貫通孔周囲に設けられたランドに対してはんだにより接続する場合、回路基板の貫通孔からの挿入実装型接続部の根元側突出部分の突出長さと、小径連続部の長さとは、それぞれ挿入実装型接続部からランドの外周縁までの径以上であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明において、接続端子の大径部から小径連続部にかけて、径が徐々に小さくなるように形成されたテーパー部をさらに備えていてもよい。小径連続部の周面に対するテーパー部の角度は、１３５°以上であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明において、接続端子の大径部は、Ｓ字状に湾曲する湾曲部を有していてもよい。
【００１８】
また、本発明において、挿入実装型接続部は、接続端子の上端部に形成され、小径連続部は、挿入実装型接続部の下方に連続するように形成されていてもよい。
【００１９】
さらに、本発明において接続端子の一方の端部に、一方の回路基板の表面に設けられたランドに対してはんだにより接続される挿入実装型接続部が形成され、接続端子の他方の端部に、他方の回路基板の表面に設けられたパッドに対してはんだにより接続される表面実装型接続部が形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、外力による接続端子の破断を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態による電子装置の要部の斜視図である。
【図２】図１の接続端子の斜視図である。
【図３】図１の接続端子と各回路基板の側面図である。
【図４】図１の接続端子と一方の回路基板との接続状態の一例を示した断面図である。
【図５】図１の接続端子と一方の回路基板との接続状態の他例を示した断面図である。
【図６】従来の接続端子と回路基板との接続部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。
【００２３】
図１は、実施形態の電子装置１０の要部の斜視図である。
【００２４】
電子装置１０は、たとえば車載用のＤＣ−ＤＣコンバータから成る。電子装置１０は、車両のエンジンなどの走行駆動源の近傍に設置される。電子装置１０には、回路基板１、２と接続端子３などが備わっている。各回路基板１、２は、プリント基板から成る。各回路基板１、２には、ＤＣ−ＤＣコンバータを構成する電子部品が実装され、電気回路が形成されている（図示省略）。
【００２５】
回路基板１の複数の角部１ｋと、回路基板２の複数の角部２ｋとの間には、スペーサ４が設けられている。回路基板１は、各スペーサ４の上面にねじ５により固定されている。回路基板２は、各スペーサ４の下面にねじ（図示省略）により固定されている。これにより、回路基板１と回路基板２は、所定の間隔で対向するように配置されている。
【００２６】
接続端子３は、導体から成る。接続端子３は、回路基板１、２同士を電気的に接続している。図１では、回路基板１、２が２つの接続端子３により電気的に接続されているが、接続端子３の数は、１つでもよいし、３つ以上でもよい。
【００２７】
図２は、接続端子３の斜視図である。図３は、接続端子３と各回路基板１、２の側面図である。図４は、接続端子３と一方の回路基板１との接続状態の一例を示した断面図である。図５は、接続端子３と一方の回路基板１との接続状態の他例を示した断面図である。
【００２８】
図２に示すように、接続端子３は、導電性を有する板金を打ち抜いた後、折り曲げ加工することにより形成されている。
【００２９】
接続端子３の上端部には、挿入実装型接続部３ａが形成されている。詳しくは、挿入実装型接続部３ａは、接続端子３の上端から所定長さに渡って形成されている。
【００３０】
接続端子３の中央から下端にわたる大径部３ｄの径より、挿入実装型接続部３ａの径は小さくなっている。詳しくは、接続端子３の板厚は、接続端子３の全長に渡って同一であるため、図３〜図５に示すように、挿入実装型接続部３ａの幅が、大径部３ｄの幅より小さくなっている。
【００３１】
接続端子３の大径部３ｄと挿入実装型接続部３ａとの間には、小径連続部３ｂおよびテーパー部３ｃが形成されている。小径連続部３ｂは、挿入実装型接続部３ａと同一径（同一幅）で、当該接続部３ａと連続して形成されている。テーパー部３ｃは、大径部３ｄから小径連続部３ｂにかけて、径（幅）が徐々に小さくなるように形成されている。
【００３２】
図２に示すように、接続端子３の大径部３ｄには、Ｓ字状に湾曲するように形成された湾曲部３ｅが設けられている。接続端子３の下端部には、表面実装型接続部３ｆが形成されている。詳しくは、接続端子３の下端から所定長さに渡る部分を水平に折り曲げることにより、表面実装型接続部３ｆは形成されている。表面実装型接続部３ｆは、湾曲部３ｅの一部を構成している。
【００３３】
表面実装型接続部３ｆは、図１および図３に示すように、回路基板２の上面（表面）に設けられたパッド２ｐ上に載置された状態で、パッド２ｐに対してはんだ６により接続されている。この表面実装型接続部３ｆの載置と接続の各工程は、自動機または手作業で行われる。パッド２ｐは、回路基板２に形成された電気回路に対して電気的に接続されている（図示省略）。
【００３４】
表面実装型接続部３ｆとはんだ６との接合面積を増大させるため、表面実装型接続部３ｆには、図２に示すように、貫通孔３ｇが形成されている。はんだ６はこの貫通孔３ｇに入り込む。
【００３５】
図４および図５に示すように、回路基板１には、スルーホール１ｈが設けられている。スルーホール１ｈは、回路基板１に形成された孔（符号省略）と、該孔の内周面および開口端に設けられた導体（符号省略）とから構成されている。回路基板１の上面（表面）および下面（回路基板２と対向する裏面）のスルーホール１ｈの周囲には、ランド１ｒが設けられている。スルーホール１ｈは、本発明における「貫通孔」の一例である。
【００３６】
接続端子３の挿入実装型接続部３ａは、回路基板１に設けられたスルーホール１ｈに挿入された状態で、スルーホール１ｈやスルーホール１ｈの周囲に設けられたランド１ｒに対して、はんだ７により電気的に接続されている。この挿入実装型接続部３ａの挿入と接続の各工程は、自動機または手作業で行われる。スルーホール１ｈやランド１ｒは、回路基板１に形成された電気回路に対して電気的に接続されている（図示省略）。
【００３７】
挿入実装型接続部３ａは、スルーホール１ｈに埋没する埋没部分３ａ２と、スルーホール１ｈに対して大径部３ｄと反対側に突出する先端側突出部分３ａ１と、スルーホール１ｈに対して大径部３ｄ側に突出する根元側突出部分３ａ３とから構成されている。
【００３８】
回路基板１の上面と下面には、挿入実装型接続部３ａの突出部分３ａ１、３ａ３からランド１ｒの外周縁にかけて、はんだ７のフィレットが形成されている。はんだ７の重力により、回路基板１の下面に形成されるはんだ７のフィレットの高さは、回路基板１の上面に形成されるはんだ７のフィレットの高さより高くなる。
【００３９】
小径連続部３ｂは、挿入実装型接続部３ａの根元側突出部分３ａ３から下方に所定長さで連続している。根元側突出部分３ａ３のスルーホール１ｈからの突出長さＬ１は、挿入実装型接続部３ａからランド１ｒの外周縁までの径Ｄ以上に設定されている（Ｌ１≧Ｄ）。小径連続部３ｂの長さＬ２も、挿入実装型接続部３ａからランド１ｒの外周縁までの径Ｄ以上に設定されている（Ｌ２≧Ｄ）。
【００４０】
前述したように、挿入実装型接続部３ａがスルーホール１ｈとランド１ｒに対してはんだ７により接続される工程は、自動機または手作業により行われるため、はんだ７の量がばらつくことがある。
【００４１】
はんだ７の量が少ない場合は、図４に示すように、回路基板１の下面に生じるはんだ７のフィレットが、挿入実装型接続部３ａの根元側突出部分３ａ３の範囲内に形成される。
【００４２】
一方、はんだ７の量が多い場合は、図５に示すように、回路基板１の下面に生じるはんだ７のフィレットが、根元側突出部分３ａ３の範囲を超えて、小径連続部３ｂの範囲の一部まで延びるように形成される。
【００４３】
しかるに、はんだ７の量がばらついても、回路基板１の下面に生じるはんだ７のフィレットが、挿入実装型接続部３ａや小径連続部３ｂより径が大きい、テーパー部３ｃや大径部３ｄに到達することはない。このため、接続端子３の大径部３ｄと回路基板１との間には、緩やかに起伏するくびれ８は生じるが、図６に示した従来のような急峻に起伏するＶ字状のくびれ８０は生じなくなる。
【００４４】
また、小径連続部３ｂの周面に対するテーパー部３ｃの角度θは、１３５°以上に設定されている（θ≧１３５°）。つまり、接続端子３の長手方向（図３〜図５で上下方向）に対して垂直な断面（図３〜図５で左右方向の断面）に対するテーパー部３ｃの角度は、４５°以上である。これにより、接続端子３の径（幅）がテーパー部３ｃで緩やかに変化するので、大径部３ｄと回路基板１との間に生じるくびれ８の起伏が一層緩やかになる。
【００４５】
前述したように、電子装置１０は車両の走行駆動源の近傍に設置されるため、走行駆動源で生じた大きな振動や衝撃が電子装置１０に伝わる。また、周囲の温度変化による熱衝撃も電子装置１０に伝わる。
【００４６】
それらの振動や衝撃などの外力が電子装置１０の回路基板１、２にかかると、回路基板１、２が揺れ動いて、当該外力によって生じる応力が接続端子３にかかる。その応力のうち、図４および図５に示すように左右方向に生じるせん断応力τは、はんだ７で覆われていない接続端子３の小径連続部３ｂで分散される。また、図３に示すように上下方向に生じる応力σは、接続端子３の湾曲部３ｅで吸収される。このため、外力によって接続端子３自体が破断することや、接続端子３と回路基板１、２との接続部分（はんだ７）が損傷することが防止される。
【００４７】
以上の実施形態によると、接続端子３の大径部３ｄと挿入実装型接続部３ａとの間に、挿入実装型接続部３ａと同一径の小径連続部３ｂが、当該接続部３ａと連続するように形成されている。これにより、回路基板１のスルーホール１ｈに挿入された挿入実装型接続部３ａをランド１ｒに接続するはんだ７の量が多くても、回路基板１の下面側のはんだ７は、挿入実装型接続部３ａおよび小径連続部３ｂの範囲内にとどまって、テーパー部３ｃや大径部３ｄに到達しなくなる。また、はんだ７が重力によって回路基板１の上面側より下面側に多く溜まっても、はんだ７はテーパー部３ｃや大径部３ｄに到達しなくなる。その結果、接続端子３の大径部３ｄと回路基板１との間に、図６のような急峻に起伏するＶ字状のくびれが生じなくなる。このため、温度変化や振動などの外力が電子装置１０の回路基板１、２にかかっても、これらの外力によって生じるせん断応力τが、大径部３ｄとはんだ７との間の接続端子３の一断面に集中しなくなる。そして、当該応力が接続端子３の小径連続部３ｂで分散されるので、外力による接続端子３の破断を防止することができる。
【００４８】
また、以上の実施形態では、接続端子３の小径連続部３ｂが、スルーホール１ｈより下方に突出する挿入実装型接続部３ａの根元側突出部分３ａ３から、所定長さで連続している。このため、回路基板１に対して挿入実装型接続部３ａを接続するはんだ７が、挿入実装型接続部３ａや小径連続部３ｂより径が大きい部分（テーパー部３ｃや大径部３ｄ）に到達するのを確実に阻止できる。また、接続端子３の大径部３ｄと回路基板１との間に生じるくびれ８の起伏を、一層緩やかにすることができる。その結果、外力によって生じるせん断応力τを接続端子３の小径連続部３ｂでより分散させて、接続端子３の破断を一層効果的に防止することができる。
【００４９】
また、以上の実施形態では、スルーホール１ｈから突出する根元側突出部分３ａ３の突出長さＬ１と、小径連続部３ｂの長さＬ２とが、それぞれ挿入実装型接続部３ａからスルーホール１ｈの周囲のランド１ｒの外周縁までの径Ｄ以上になっている。このため、回路基板１の下面側のはんだ７のフィレットを、接続端子３の大径部３ｄからできるだけ離れるように形成して、接続端子３の大径部３ｄと回路基板１との間に生じるくびれ８の起伏を、一層緩やかにすることができる。
【００５０】
また、以上の実施形態では、接続端子３の小径連続部３ｂの周面に対するテーパー部３ｃの角度θが、１３５°以上になっている。このため、接続端子３の大径部３ｄと回路基板１との間に生じるくびれ８の起伏を、一層緩やかにすることができる。
【００５１】
そして、上記のようにくびれ８の起伏が緩やかになることで、くびれ８を左右に横切る接続端子３の一断面に、外力によって生じるせん断応力τが集中し難くなる。特に、小径連続部３ｂとテーパー部３ｃとの境界を通る一断面に、外力によって生じるせん断応力τが集中し難くなる。そのため、それらの断面部分において接続端子３が破断するのを防止することができる。
【００５２】
さらに、以上の実施形態では、接続端子３の大径部３ｄにＳ字状の湾曲部３ｅが形成されている。このため、外力によって接続端子３に生じる応力σを湾曲部３ｅで吸収することができる。そして、挿入実装型接続部３ａの近傍で、接続端子３が外力によって破断することや、挿入実装型接続部３ａと回路基板１との接続部分が損傷することを防止することができる。また、表面実装型接続部３ｆと回路基板２との接続部分が損傷することも防止することができる。
【００５３】
本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。
【００５４】
たとえば、以上の実施形態では、接続端子３の一方の端部に挿入実装型接続部３ａを設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。接続端子３の他方の端部にも、表面実装側接続部３ｆに代えて、挿入実装型接続部を設けてもよい。
【００５５】
また、以上の実施形態では、接続端子３の小径連続部３ｂと大径部３ｄとの間に、テーパー部３ｃを設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。テーパー部３ｃに代えて、たとえば径が不連続に変化する段差部を、小径連続部３ｂと大径部３ｄとの間に設けてもよい。
【００５６】
また、以上の実施形態では、接続端子３の大径部３ｄにＳ字状の湾曲部３ｅを設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえばＵ字状や螺旋状のような他の形状に湾曲した湾曲部を、接続端子３の大径部３ｄに設けてもよい。
【００５７】
また、以上の実施形態では、板金を加工して接続端子３を形成した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば金属製の線材を加工して、接続端子３を形成してもよい。
【００５８】
さらに、以上の実施形態では、車両の走行駆動源の近傍に設置される車載用のＤＣ−ＤＣコンバータから成る電子装置１０と、該電子装置１０に備わる接続端子３に対して本発明を適用した例を挙げたが、その他の車載用の電子装置や、車載用以外の電子装置や、それらに備わる接続端子に対しても、本発明を適用することは可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１、２  回路基板
１ｈ  スルーホール（貫通孔）
１ｒ  ランド
２  パッド
３  接続端子
３ａ  挿入実装型接続部
３ａ１  先端側突出部分
３ａ２  埋没部分
３ａ３  根元側突出部分
３ｂ  小径連続部
３ｃ  テーパー部
３ｄ  大径部
３ｅ  湾曲部
３ｆ  表面実装型接続部
６、７  はんだ
１０  電子装置
Ｄ  挿入実装型接続部からランドの外周縁までの径
Ｌ１  根元側突出部分の突出長さ
Ｌ２  小径連続部の長さ
θ  テーパー部の角度
【図１】
2020155566.tif 000003
【図２】
2020155566.tif 000004
【図３】
2020155566.tif 000005
【図４】
2020155566.tif 000006
【図５】
2020155566.tif 000007
【図６】
2020155566.tif 000008