(57)【要約】【課題】  リードと給電端子との接続を安定な状態に維持することが可能な照明装置を提供する。【解決手段】  給電端子２３ａ、２３ｂを備えたソケット２２と、ランプ保持体３と、バルブ４１の端部からリード４３１ａ、４３１ｂが導出された熱陰極ランプ４とを具備する照明装置であって、バルブ４１はランプ保持体３に保持され、リード４３１ａ、４３１ｂは、例えば給電端子２３ａ、２３ｂと突出部材２４とで狭持されることにより、給電端子２３ａ、２３ｂに対して摺動不能なように接続されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電端子を備えたソケットと、ランプ保持体と、バルブの端部からリードが導出されたランプとを具備する照明装置であって、
前記バルブは前記ランプ保持体に保持され、前記リードは前記給電端子に対して摺動不能なように接続されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記バルブからの前記リードの導出点をＡ、前記ソケットにおける前記リードの保持点をＢとし、導出点Ａから保持点Ｂまでの直線距離をＬ１（ｍｍ）、導出点Ａから保持点Ｂまでの実際のリード長さをＬ２（ｍｍ）としたとき、Ｌ２＞Ｌ１を満たしていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記バルブの熱膨張係数をα（／℃）、全長をＬ（ｍｍ）としたとき、Ｌ２＞Ｌ１＋５５αＬを満たしていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記バルブは、前記ソケットに非接触であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載の照明装置。
【請求項５】
前記ソケットと前記ランプとの最短距離をＬ３としたとき、Ｌ３＞５５αＬを満たしていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプとソケットを用いた一般照明、液晶ディスプレイ等の照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイのバックライトとして用いられる照明装置では、冷陰極ランプが主流である。冷陰極ランプは、バルブ内部にカップ状の電極が配置され、その電極にはバルブの内外に導出されるリードを介して電力が供給される構造となっている。
【０００３】
このような冷陰極ランプを用いたバックライトとしては、特開２００８−９８１６８号公報（以下、特許文献１）が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９８１６８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、特許文献１のようなバックライトにおいて、使用中にランプに電力が供給されなくなるなど、ランプとソケットの接続が不安定になることが報告されている。この不具合について検討したところ、特許文献１ではバックライトが高温化、低温化で使用されバルブが伸縮したときに、リードもバルブの動きに伴って移動し、ソケットの端子との接続状態が変化することが原因であることがわかった。
【０００６】
本発明の目的は、リードと給電端子との接続を安定な状態に維持することが可能な照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による照明装置は、給電端子を備えたソケットと、ランプ保持体と、バルブの端部からリードが導出されたランプとを具備する照明装置であって、前記バルブは前記ランプ保持体に保持され、前記リードは前記給電端子に対して摺動不能なように接続されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、リードと給電端子との接続を安定な状態に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を図を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態のバックライトの側面図、図２はソケットの斜視図、図３は、熱陰極ランプのソケットへの装着状態についての図、図４は、熱陰極ランプのソケットへの装着状態をリード側から見たときの図である。
【００１０】
照明装置の一形態であるバックライトは、図１に示すように、筐体としてフレーム１を備えている。このフレーム１は、フロントフレーム１１とバックフレーム１２とからなる。フロントフレーム１１は、フレーム１の蓋であり、その面には、光を外部に取り出すための開口部１１１が形成されている。バックフレーム１２は、フレーム１の容器であり、有底開口状をなしており、その底部にはソケット２が設けられている。
【００１１】
ソケット２は、外囲器として、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）からなるケース２１を備えている。このケース２１は、図２に示したように、第１のケース２１１と第２のケース２１２とで構成されている。第１のケース２１１は、４つの側面のうち一の面および第２のケース２１２側の面が開口した凹形状であり、その底部には足部２２が形成されている。また、第１のケース２１１の内部には、例えば、ステンレス板からなる一対の金属端子２３ａ、２３ｂが、一端が底部を貫通し、裏側に突出するように、かつ所定の間隔を維持するように対向配置されている。第２のケース２１２は、第１のケース２１１の一つの開口を閉じる蓋であり、第１のケース２１１の一側面を支点とする開閉構造となっている。第２のケース２１２の中央部には、突出部材２４が形成されている。この突出部材２４には、第１のケース２１１のそれぞれの開口方向に向けて先端が先細るように一対の傾斜部２４１、２４２が形成されており、すなわち図３、図４に示すように突出部材２４は後述する熱陰極ランプ４および第１のケース２１１の方向に凸の形状をしている。
【００１２】
バックフレーム１２には、底部にランプ保持体３が配置されている。このランプ保持体３は、例えばＰＣ（ポリカーボネート）からなり、バックフレーム１２に固定される土台部分と後述するバルブ４１を保持するランプ保持部とで構成されている。なお、本実施の形態では、フレーム１の長手方向にそれぞれ３つ等、略間隔に配置されている。
【００１３】
また、バックフレーム１２には、光源として熱陰極ランプ４がソケット２およびランプ保持体３に保持された状態で配置されている。この熱陰極ランプ４は、外囲器として例えば、硬質ガラスからなり、外径は３．０ｍｍ〜１２．０ｍｍであるバルブ４１を備えている。このバルブ４１には、中央に発光部４１１、その両端に封着部４１２が形成されている。
【００１４】
発光部４１１は筒状であり、その内部空間には放電媒体が封入されている。この放電媒体は、ネオン、アルゴン、キセノン、クリプトンを単体または混合した希ガスと水銀で構成されている。また、発光部４１１の内面には、３波長蛍光体ないし赤外を含む４波長蛍光体などからなる蛍光体層４２が形成されている。封着部４１２は、ピンチシールにより形成された板状のガラス溜まりであり、その幅方向の中央には、封着部４１２の厚みよりも直径が大きい円筒状の排気管４１３が封着されている。なお、図示の排気管４１３は、バルブ４１内の脱ガス、放電媒体封入した後の一端が封着された状態のものである。
【００１５】
バルブ４１の両端には、電極マウント４３が配置されている。この電極マウント４３は、リード４３１ａ、４３１ｂ、フィラメント４３２、ビーズ４３３およびアンカー４３４で構成されている。
【００１６】
リード４３１ａ、４３１ｂは、例えばコバールからなる金属線であり、封着部４１２に封着され、一端はバルブ４１内に、他端はバルブ４１外に導出されている。このリード４３１ａ、４３１ｂの線径は、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度のものを用いるのが望ましい。
【００１７】
フィラメント４３２は、例えばタングステン線からなる螺旋巻きコイルをＵ字状に形成してなり、発光部４１１内に配置され、その両端はリード４３１ａ、４３１ｂにそれぞれ保持されている。その保持は、コイルの直線部の内側にリード４３１ａ、４３１ｂを挿通させたのちに、抵抗溶接することにより行われている。なお、リード４３１ａ、４３１ｂの挿通部分以外のフィラメント４３２部分には、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）Ｏからなるエミッタが塗布されている。
【００１８】
ビーズ４３３は、硬質ガラスからなる球状のガラス玉であり、リード４３１ａ、４３１ｂに跨るように形成されている。このビーズ４３３は、発光部４１の内壁面とフィラメント４３２の接触を防止するために設けられたものである。したがって、その直径は発光部４１１の内径よりも若干小さく、かつ製造上バルブ４１への挿入が困難とならない程度の大きさのものを使用するのが望ましい。
【００１９】
アンカー４３４は、金属線であり、一端はビーズ４３３に埋め込まれ、他端はフィラメント４３２の曲線の頂上付近を保持している。このアンカー４３４には、フィラメント４３２との接触部分の温度を下げすぎず、かつ大きな揺れを抑制できるよう、タングステンやモリブデンなどの高融点金属からなる０．０５〜０．３０ｍｍの細線を用いるのが望ましい。
【００２０】
バックフレーム１２の開口部分には、フロントフレーム１１と挟まれるように光学面材５が配置されている。この光学面材５としては、輝度向上かつ輝度ムラ抑制の機能を持つものであればよく、例えば拡散板と拡散シートやプリズムシートや偏光シートなどのシートを組み合わせて使用することができる。
【００２１】
また、バックフレーム１２の背面側には、回路基板６が配置されている。この回路基板６には、例えば商用電源からの交流電力を直流に変換するためのＡＣ−ＤＣ変換回路、一対のフィラメント４３２間で放電を生起させるための放電回路およびフィラメント４３２に予熱電流を供給して、エミッタの消失を抑制するためのフィラメント予熱回路などが実装されている。また、この回路基板６には、図４に示すように、ソケット２が直接実装されており、足部２２が基板に嵌め込まれているとともに、給電端子２３ａ、２３ｂが基板上の回路パターンと例えば半田６１により接続されている。
【００２２】
次に、熱陰極ランプ４のバックフレーム１２への装着状態について詳しく説明する。
【００２３】
図３や図４からわかるように、熱陰極ランプ４は、バルブ４１部分が非接触となるように一対のソケット２の間に配置され、ソケット２の突出部材２４と給電端子２３ａ、２３ｂによりリード４３１ａ、４３１ｂが狭持されている。つまり、リード４３１ａ、４３１ｂは、給電端子２３ａ、２３ｂに対して摺動不能、すなわちバルブ４１が管軸方向にスライドしたとしても、リード４３１ａ、４３１ｂと給電端子２３ａ、２３ｂとの固定状態が変化しないように接続されている。そのため、バックライトが高温化、低温化で使用されたためにバルブ４１が管軸方向に伸縮して、リード４３１ａ、４３１ｂと給電端子２３ａ、２３ｂの接続が一時的に解除されるなど、接続が不安定な状態の発生を防止することができる。また、リード４３１ａ、４３１ｂは、ソケット２の給電端子２３ａ、２３ｂ付近において、他の部分よりもリード間隔が広くなっている。これは、突出部材２４が熱陰極ランプ４の方向に先端側の幅Ｗ１はリード４３１ａ、４３１ｂ間の距離Ｄよりも小さく、本体側の幅Ｗ２は大きくなるような凸の形状であることで、リード４３１ａ、４３１ｂの間隔が押し広げられたためであり、このように構成することで絶縁性を向上させることができる。
【００２４】
ここで、リード４３１ａ、４３１ｂは、突出部材２４の傾斜部２４１において、その面に沿うように屈曲している。つまり、リード４３１ａ、４３１ｂは、バルブ４１とソケット２の間で直線的に結ばれていないので、図５に示すような、バルブ４１からのリード４３１ａ、４３１ｂの導出点Ａからソケット２におけるリード４３１ａ、４３１ｂの狭持を開始する保持点Ｂまでの直線距離をＬ１、導出点Ａから保持点Ｂまでの実際のリード長さをＬ２としたとき、Ｌ２＞Ｌ１を満たしていることになる。本実施の形態のようにリード４３１ａ、４３１ｂが給電端子２３ａ、２３ｂに対してしないバックライトを寒冷地等の低温化で使用した場合、バルブ４１は管軸方向に収縮するのに対して保持点Ｂは動かないため、リード４３１ａ、４３１ｂが引っ張られて断線するおそれがあるが、Ｌ２＞Ｌ１を満たしていればそのような問題を抑制することができる。なお、Ｌ１は、図５の（ａ）、（ｂ）に示すように、導出点Ａ〜保持点ＢのＸ、Ｙ、Ｚ方向の直線距離Ｌ１Ｘ、Ｌ１Ｙ、Ｌ１Ｚにより、Ｌ２は直線状にして実測することにより求めることができる。また、バルブ４１の熱膨張係数をα（／℃）、全長をＬ（ｍｍ）、ランプ実装時のバルブ温度と補償したい低温化でのバルブ温度との温度差をΔＴ１としたとき、Ｌ２＞Ｌ１＋αＬΔＴ１（バックライトでは、ランプ実装時の温度は約２５℃、補償したい低温化の温度は−３０℃程度であるため、ΔＴ１＝５５（℃）であればよい）を満たしていると、バルブ４１の予想される最大収縮量よりもリード４３１ａ、４３１ｂに余裕を持たせていることになるので、断線を確実に防止することができ、さらに好適である。
【００２５】
また、熱陰極ランプ４は、その長手方向の数箇所において、ランプ保持体３に保持されている。このように、ソケット２ではバルブ４１と非接触となるようにリード４３１ａ、４３１ｂのみが保持され、ランプ保持体３ではバルブ４１が保持されるように構成したことで、内部電極タイプの放電ランプ、特に熱陰極タイプのランプでは、点灯中、フィラメントが約８００℃に維持され、その付近のバルブ４１は高温となってしまうが、ソケット２とバルブ４１は非接触であるので、ソケット２のケース２１の溶融を防止することができる。その際、ソケット２とランプ４１とが接触する可能性のある部分間の最短距離をＬ３、ランプ実装時のバルブ温度と補償したい高温化でのバルブ温度との温度差をΔＴ２としたとき、Ｌ３＞αＬΔＴ２（バックライトでは、ランプ実装時の温度は約２５℃、補償したい高温化の温度は８０℃程度であるため、ΔＴ２＝５５（℃）であればよい）を満たすようにすると、バルブ４１の予想される最大膨張量よりもソケット２−バルブ４１間に十分に間隔を持たせていることになり、点灯時に熱陰極ランプ４が管軸方向に熱膨張しても、ランプ４１とソケット２が接触することを防止することができる。
【００２６】
ここで、ソケット２へのリード４３１ａ、４３１ｂの保持の方法について説明すると、まず、一対のリード４３１ａ、４３１ｂが一対の給電端子２３ａ、２３ｂの間に位置するように、かつリード間を結ぶ線が給電端子２３ａ、２３ｂに対して垂直となるように、熱陰極ランプ４をソケット２に配置する。この配置は、熱陰極ランプ４をランプ保持体３に保持させるときに調整することができる。
【００２７】
次に、第２のケース２１２を第１のケース２１１と合わせるように移動させる。この操作は、同時に突出部材２４を移動させることになるため、突出部材２４が一対のリード４３１ａ、４３１ｂの間に進出していく。そして、第１のケース２１１と第２のケース２１２が嵌合すると、リード４３１ａ、４３１ｂが突出部材２４に押し広げられて、突出部材２４と給電端子２３ａ、２３ｂとによる狭持が完了する。なお、突出部材２４には先端側の幅がリード４３１ａ、４３１ｂ間の距離よりも小さくなるように傾斜部２４２が形成されており、つまり突出部材２４は第１のケース２１１方向に凸の形状であるため、リード４３１ａ、４３１ｂの狭持をスムーズに行うことが可能となる。
【００２８】
バルブ４１の全長Ｌは１２００ｍｍ、外径は４．０ｍｍ、リード４３１ａ、４３１ｂの線径は０．６ｍｍであるような熱陰極ランプ４について、実施形態のバックライトを組み立て、実際に点灯等してみたところ、ランプの電気的、機械的な接続を簡単かつ確実に行うことができるとともに、寿命中にその接続が外れるなどの不具合もなく、十分に実用的なバックライトを実現できることが判明した。
【００２９】
したがって、本実施の形態では、ソケット２をケース２１と、ケース２１内に配置された一対の給電端子２３ａ、２３ｂと、一対の給電端子２３ａ、２３ｂに間に配置された突出部材２４とで構成し、熱陰極ランプ４のリード４３１ａ、４３１ｂを給電端子２３ａ、２３ｂと突出部材２４の間に狭持させるようにしたことにより、熱陰極ランプ４が口金レスの構造のバックライトを実現することができる。
【００３０】
また、ケース２１を、第１のケース２１１と第２のケース２１２とで構成して、一対の給電端子２３ａ、２３ｂを第１のケース２１１に、突出部材２４を第２のケース２１２に形成し、第１のケース２１１と第２のケースを、突出部材２４が一対の給電端子２３ａ、２３ｂの間に位置するように嵌合するようにしたことにより、ソケット２と熱陰極ランプ４のリード４３１ａ、４３１ｂの接続を容易に行うことができる。
【００３１】
また、突出部材２４を、熱陰極ランプ４の方向に凸の形状とし、その本体側の幅Ｗ２を一対のリード間の距離Ｄよりも大きくしたことにより、給電端子２３ａ、２３ｂ付近においてリード間隔が広くなるため、絶縁性を向上させることができる。また、突出部材２４を、第１のケース２１１の方向に凸の形状とし、その先端側の幅Ｗ１を一対のリード間の距離Ｄよりも小さくしたことにより、リード４３１ａ、４３１ｂの狭持をスムーズに行うことができる。
【００３２】
また、リード４３１ａ、４３１ｂを給電端子２３ａ、２３ｂに摺動不能なように接続するとともに、突出部材２４の傾斜部２４１において、その面に沿うように屈曲させることで、導出点Ａ〜保持点Ｂの直線距離をＬ１、導出点Ａ〜保持点Ｂの実際のリード長さをＬ２としたとき、Ｌ２＞Ｌ１を満たすように構成したことにより、バルブ４１が管軸方向に伸縮する高温化、低温化でバックライトを使用しても、その伸縮によりリード４３１ａ、４３１ｂと給電端子２３ａ、２３ｂの接続が不安定となることを防止することができる。また、特に低温時においてバルブ４１の収縮によりリード４３１ａ、４３１ｂが引っ張られることによるリード４３１ａ、４３１ｂの断線を防止することができる。その際、バルブ４１の熱膨張係数をα（／℃）、全長をＬ（ｍｍ）としたとき、Ｌ２＞Ｌ１＋５５αＬを満たしていると、実使用上、上記リード４３１ａ、４３１ｂの断線を確実に防止することができる。
【００３３】
さらに、リード４３１ａ、４３１ｂをバルブ４１がソケット２に接触しないように給電端子２３ａ、２３ｂと固定し、バルブ４１をランプ保持体３に保持したことにより、点灯中高温になる電極付近のバルブ４１とソケット２とが非接触となるので、ソケット２の溶融を防止することができる。その際、ソケット２とランプ４１の最短距離をＬ３、バルブ４１の熱膨張係数をα（／℃）、全長をＬ（ｍｍ）としたとき、Ｌ３＞５５αＬを満たすようにすると、点灯時の熱などによりランプが管軸方向に伸びたとしても、実使用上、ソケット２とランプ４１が接触することはないため、ランプに機械的な応力が発生したり、ソケット２が溶融したりすることを確実に防止できる。
【００３４】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態のバックライトに用いるソケットについて説明するための図である。これ以降の実施の形態の各部については、第１の実施の形態の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００３５】
本実施の形態では、ソケット２の給電端子２３ａ、２３ｂを折り返し、突出部材２４側に弾性部２３ａ１、２３ｂ１を形成している。これにより、リード４３１ａ、４３１ｂを給電端子２３ａ、２３ｂと突出部材２４とで狭持すると、弾性部２３ａ１、２３ｂ１は突出部材２４の方向に戻ろうとするバネ弾性が生じるため、リード４３１ａ、４３１ｂと給電端子２３ａ、２３ｂとの電気的な接続を確実なものとすることができる。
【００３６】
（第３の実施の形態）
図７は、本発明の第３の実施の形態のバックライトに用いるソケットについて説明するための図である。
【００３７】
本実施の形態では、ソケット２の給電端子２３ａ、２３ｂに管軸方向に沿って溝部２３ａ２、２３ｂ２を形成している。本発明では、リード４３１ａ、４３１ｂ間への突出部材２４の進出時などに、リード４３１ａ、４３１ｂが高さ方向に移動することが懸念されるが、このソケット２ではリード４３１ａ、４３１ｂが溝部２３ａ２、２３ｂ２に嵌まり、その高さ方向の移動が防止されるため、電気的導通が不安定となるなどの問題を防止することができる。なお、図８のように、給電端子２３ａ、２３ｂにリード４３１ａ、４３１ｂの下側への移動を抑制する屈曲部２３ａ３、２３ｂ３を形成しても、同様の効果を得ることができる。
【００３８】
なお、本発明の実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
【００３９】
ソケット２は、第１のケース２１１と第２のケース２１２とが完全分離する構造であってもよい。また、ケース２１は、２パーツで構成される場合に限らず、例えばリード４３１ａ、４３１ｂの狭持を別の操作により行えるよう、蓋を２パーツに分けて構成し、ケース２１を計３パーツで構成してもよい。また、給電端子のみのケースフリーの構成であってもよい。
【００４０】
給電端子２３ａ、２３ｂと突出部材２４とによるリード４３１ａ、４３１ｂによる狭持では、図９のように、給電端子２３ａ、２３ｂを第１のケース２１１の底部に形成し、突出部材２４と給電端子２３ａ、２３ｂとでリード４３１ａ、４３１ｂを上下から狭持するようにしてもよい。また、狭持に限らず、溶接、接着、半田付け等であってもよい。
【００４１】
本実施の形態では、第１のケースと第２のケースは嵌合に限らず、粘着テープ、接着剤などによって合わせてもよく、要は２つのケースが容易には分離しないように合わせられていればよい。
【００４２】
突出部材２４に、沿面距離を長くするために、スリットないし空洞を形成してもよい。また、突出部材２４を、ソケット２内の開口から突出するように形成してもよい。
【００４３】
ランプ保持体３は、ランプの全長に合わせて数を増減してもよいが、電極付近には配置しないのが望ましい。
【００４４】
ランプは、熱陰極ランプに限らず、冷陰極ランプ、ネオンランプなどであってもよい。また、直管状に限らず、Ｕ字、コ字等であってもよく、形状は限定されない。
【００４５】
封着部４１２は、ピンチシールに限らず、ビーズシール、ステムシール、ボタンシールなどの封着方法で形成したものであってもよい。
【００４６】
リード４３１ａ、４３１ｂは単一部材のものに限らず、例えば、発光部１１１内に位置する部分をニッケル、封着部１１２内に封着され、外部に導出される部分をジュメットで構成した部材など、別部材を組み合わせたものを用いてもよい。
【００４７】
実施の形態では、導出点Ａ〜保持点Ｂの間のリード４３１ａ、４３１ｂを屈曲させることで、直線距離Ｌ１と実際のリード長さＬ２の関係がＬ２＞Ｌ１を満たすようにしたが、これに限らず、導出点Ａ〜保持点Ｂでリード４３１ａ、４３１ｂを撓ませたり、途中にループを形成したりするなどによって、Ｌ２＞Ｌ１の関係を満たすようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施の形態のバックライトの側面図。
【図２】ソケットの斜視図。
【図３】熱陰極ランプのソケットへの装着状態についての図。
【図４】熱陰極ランプのソケットへの装着状態をリード側から見たときの図。
【図５】熱陰極ランプ−ソケット間のリードについて説明するための図。
【図６】本発明の第２の実施の形態のバックライトに用いるソケットについて説明するための図。
【図７】本発明の第３の実施の形態のバックライトに用いるソケットについて説明するための図。
【図８】第３の実施の形態に関係する他の実施例。
【図９】本発明の変形例１の図。
【符号の説明】
【００４９】
１  フレーム
２  ソケット
２１  ケース
２１１  第１のケース
２１２  第２のケース
２３ａ、２３ｂ  給電端子
２４  突出部材
３  ランプ保持体
４  熱陰極ランプ
４３１ａ、４３１ｂ  リード
【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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