(57)【要約】【課題】製造時における作業性に優れることで製造コストが安く、且つ、高い耐衝撃性および高い耐振動性を有する電池パックを提供する。【解決手段】電池パックにおいては、外装ケースの内部空間にコアパック１０が収納されている。コアパック１０は、２つの素電池グループ１０１，１０２と回路基板１０３とを主な要素として構成されている。素電池グループ１０１，１０２の各々は、３つの素電池と、これらを保持するホルダーとを有し構成されている。電池パックでは、２つの素電池グループ１０１，１０２が、ホルダーの側面部に形成された係合突起と係合穴との係合により位置決めされ、当該状態で並設されている。そして、回路基板１０３は、その一部がホルダー上の解放された領域Ａ１，Ａ２に載置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装ケースと、
前記外装ケースの内部空間に収納された複数の素電池と、
前記外装ケースの内部空間に収納され、前記複数の素電池の各正負極端子に接続された回路基板と、
を備え、
前記複数の素電池は、互いに同一構成の複数の素電池グループにグループ分けされ、
前記複数の素電池グループの各々は、前記１または複数の素電池と、当該１または複数の素電池を保持するホルダーとを有し、
前記複数の素電池グループは、隣接する素電池グループの前記ホルダー同士が係合することにより互いに位置決めされた状態で、並設されている
ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記隣接する素電池グループ間における前記ホルダー同士の係合は、一方に設けられた係合突起が、他方に設けられた係合穴に対して密に挿入されることにより、なされている
ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記複数の素電池グループの各々における前記ホルダーには、前記係合突起が複数設けられているとともに、前記係合穴も前記係合突起に対応して複数設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記ホルダーは、板状の本体部と、前記本体部に前記１または複数の素電池を載置した場合に、その周囲を囲む囲繞部とを有し、
前記係合突起および前記係合穴は、その一方が、前記複数の素電池グループの並設方向における一方の側の前記囲繞部の外面に設けられており、他方が、前記一方の側とは反対側の前記囲繞部の外面に設けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の電池パック。
【請求項５】
前記複数の素電池グループの各々では、前記ホルダーにおける前記本体部の主面の一部に前記素電池が載置されず、解放された領域が存在し、
前記複数の素電池グループを並設した状態においては、前記複数の素電池グループにおけるホルダーの前記解放された領域同士が連なる状態となり、
前記回路基板は、少なくともその一部が前記解放された領域同士が連なってなる部分に載置されている
ことを特徴とする請求項４に記載の電池パック。
【請求項６】
前記複数の素電池グループの各々からは、前記回路基板との接続に供されるリード板が、前記解放された領域に向けて突設されており、
前記回路基板では、前記解放された領域同士が連なってなる部分に載置される部分における素電池グループの中心側先端の辺に沿う縁部分に、前記複数の素電池グループの複数の前記リード板に対応して導電ランドが設けられている
ことを特徴とする請求項５に記載の電池パック。
【請求項７】
前記回路基板からは、前記複数の素電池グループに属する素電池の外面に対して接触するように、感熱素子が突設されている
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の電池パック。
【請求項８】
前記複数の素電池は、各々が扁平角形の外観形状を有するとともに、互いに同一の外形サイズを有する
ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パックに関し、特に複数の素電池と回路基板とが外装ケース内に収納されてなる電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などのモバイル機器、あるいは、電動アシスト自転車や電動バイク、さらには電気自動車（ＰＥＶ、ＨＥＶ）などの電源として電池パックが広く用いられている。従来技術に係る電池パックの構成について、図７および図８を用い説明する。
先ず、図７に示すように、一の従来技術に係る電池パックは、上ケース９１と下ケース９２とで構成される外装内に、コアパック９０が収納された構成を有する。コアパック９０は、１２個の素電池９０１ａ〜９０１ｌと、回路基板９０２とで構成されている。回路基板９０２には、外部コネクタ９０２１が実装されており、上ケース９１および下ケース９２に設けられた窓部から露出するようになっている。
【０００３】
１２個の素電池９０１ａ〜９０１ｌ、およびこれらと回路基板９０２とは、リード板９０３ａ〜９０３ｆなどにより接続されている。このような構成のコアパック９０は、上ケース９１および下ケース９２へ収納する前に、予め形成される。このため、上ケース９１および下ケース９２で構成される外装内に収納できるように、１２個の素電池９０１ａ〜９０１ｌの配置や、これらと回路基板９０２の配置などに配慮しながら、リード板９０３ａ〜９０３ｆの接続を行う必要がある。よって、電池パックの製造に際して、煩雑な作業が必要となる。
【０００４】
次に、図８に示す別の従来技術に係る電池パックは、上述のような製造時における煩雑な作業を少し解消できる構成となっている。具体的には、図８に示すように、この従来技術に係る電池パックでは、上ケース９３と下ケース９４とで構成される外装内に、複数の素電池グループ９５を収納し、回路基板９９を上ケース９３の上方に載置した構成となっている。
【０００５】
図８に示すように、各素電池グループ９５は、４本の円筒形素電池９５１ａ〜９５１ｄが２枚のリード板９５２ａ，９５２ｂで接合されてなる。そして、各素電池グループ９５と回路基板９９とは、リード板９９１ａ〜９９１ｄを介して接続されている。このように図８に示す従来技術では、予め素電池グループ９５を形成しておくことにより、電池パックの製造に際しての作業の煩雑さを少しでも低減しようとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−００３６２９号公報
【特許文献２】特開２００５−３１７４６０号公報
【特許文献３】特開２００８−０３４２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図７および図８に示す従来技術に係る電池パックでは、その製造に際して煩雑な作業を伴い、製造コストの低減を一段と進める際に問題となる。また、上記従来技術に係る電池パックでは、落下時などに、内部に収納された素電池にも衝撃力が加わり破損のおそれがある。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、製造時における作業性に優れることで製造コストが安く、且つ、高い耐衝撃性および高い耐振動性を有する電池パック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】
そこで、本発明に係る電池パックは、  外装ケースと、外装ケースの内部空間に収納された複数の素電池と、外装ケースの内部空間に収納され、複数の素電池の各正負極端子に接続された回路基板とを備え、複数の素電池が、互いに同一構成の複数の素電池グループにグループ分けされ、複数の素電池群の各々が、前記１または複数の素電池と、当該１または複数の素電池を保持するホルダーとを有する。そして、本発明に係る電池パックでは、複数の素電池グループが、隣接する素電池グループのホルダー同士での係合により互いに位置決めされた状態で、並設されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る電池パックでは、複数の素電池グループが、隣接する素電池グループのホルダー同士の間での係合により位置決めされた状態で並設されているので、図７および図８に示す従来技術に係る電池パックに対し、製造時における作業性が高く、製造コストの低減を図ることが可能となる。
また、本発明に係る電池パックでは、複数の素電池グループが互いに同一構成であるので、予め素電池グループを形成しておくことができ、製造に係る効率化を図ることができる。よって、本発明に係る電池パックでは、製造に係る作業効率が高く、製造コストの低減を図ることができる。
【００１０】
また、本発明に係る電池パックでは、各素電池グループにおいて、当該グループに属する素電池がホルダーに保持されており、その状態で外装ケースに収納されている。このため、本発明に係る電池パックは、上記従来技術に係る電池パックよりも、素電池がホルダーに保持されている分だけ、耐衝撃性および耐振動性が高い。
従って、本発明に係る電池パックは、製造時における作業性に優れることで製造コストが安く、且つ、高い耐衝撃性および高い耐振動性を有する。
【００１１】
本発明に係る電池パックでは、次のようなバリエーション構成を採用することもできる。
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、隣接する素電池グループ間におけるホルダー同士の係合が、具体的に、一方に設けられた係合突起が、他方に設けられた係合穴に対して密に挿入されることによりなされているという構成とすることができる。このような構成とすることにより、簡易な構成で、確実に隣接する素電池グループのホルダー同士の間の係合が実現され、外装内における素電池グループの確実な位置決めが可能となる。
【００１２】
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、複数の素電池グループの各々におけるホルダーに、係合突起および係合穴がそれぞれ複数設けられているという構成にすることができる。このように係合突起と係合穴をそれぞれ複数設けるようにすれば、素電池グループ同士の係合がより強固なものとなり、高い位置精度を得る上で効果を奏する。
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、ホルダーが、板状の本体部と、本体部に上記１または複数の素電池を載置した場合に、その周囲を囲む囲繞部とを有し、係合突起および係合穴の一方が、複数の素電池グループの並設方向における一方の側の囲繞部の外面に設けられており、他方が前記一方の側とは反対側の前記囲繞部の外面に設けられているという構成とすることができる。このような構成とすれば、素電池グループ同士が直列的に連設されることになり、製造時における作業効率を高くすることが可能となる。
【００１３】
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、複数の素電池グループの各々のホルダーにおける本体部の主面の一部に前記素電池が載置されず、解放された領域が存在し、複数の素電池グループを並設した状態において、複数の素電池グループにおけるホルダーの前記解放された領域同士が連なる状態となる。そして、回路基板の少なくとも一部が上記解放された領域同士が連なってなる部分に載置されているという構成とすることができる。このような構成とする場合には、外装ケース内への収納前に、回路基板についても複数の素電池グループに対して正確な位置決めをした状態とすることができる。よって、作業効率を高くすることが可能となる。
【００１４】
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、複数の素電池グループの各々から、回路基板との接続に供されるリード板が、素電池グループにおけるホルダーの上記解放された領域に向けて突設されており、回路基板において、ホルダーの上記解放された領域同士が連なってなる部分に載置される部分における素電池グループの中心側先端の辺に沿う縁部分に、複数の素電池グループにおける複数のリード板に対応して導電ランドが設けられているという構成を採用することができる。このような構成を採用すれば、ホルダーの上記解放された領域上に回路基板の少なくとも一部を載置し、当該状態でリード板の先端部分と導電ランドとを接続することで、コアパックが完成されることになる。よって、電池パックの製造の効率化を図る上で効果を奏する。
【００１５】
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、回路基板から、複数の素電池グループに属する素電池の外面に対して接触するように、感熱素子が突設されているという構成とすることもできる。このような構成とすれば、ホルダーの上記解放された領域上に回路基板の少なくとも一部を載置することにより、感熱素子が素電池に接触することになり、製造に係る効率化を図りながら、高い安全性の電池パックを得ることができる。
【００１６】
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、複数の素電池は、各々が扁平角形の外観形状を有するとともに、互いに同一の外形サイズを有するという構成とすることができる。ただし、本発明では、素電池の外観形状は、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る電池パック１の外観構成を示す模式斜視図である。
【図２】電池パック１の内部構成を示す模式展開斜視図である。
【図３】コアパック１０の外観構成を示す模式斜視図である。
【図４】コアパック１０の概略構成を示す模式展開斜視図である。
【図５】一の素電池グループ１０１の構成を示す模式展開斜視図である。
【図６】素電池グループ１０１におけるホルダー１０１４の構成を示す模式斜視図である。
【図７】従来技術に係る電池パックの構成を示す展開斜視図である。
【図８】別の従来技術に係る電池パックの構成を示す展開斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、本発明を実施するための形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で示す具体例は、本発明の構成およびその構成から奏される作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、発明の本質とする構成部分以外について、以下の具体例に何ら限定を受けるものではない。
［実施の形態］
１．電池パック１の外観構成
本実施の形態に係る電池パック１の外観構成について、図１を用い説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態に係る電池パック１は、ともに扁平な浅皿状の上ケース１１と下ケース１２との開口部同士を突き合わせて構成される外装ケースを備える。上ケース１１におけるＹ軸方向手前側には、一部に窓部１１ａが開けられており、内部から外部接続端子１０３１が露出している。
また、上ケース１１のＺ軸方向上面の一部には、透光性を有する保護ラベル１５が貼着されている。
【００２０】
２．電池パック１の内部構成
電池パック１の内部構成について、図２を用い説明する。
図２に示すように、電池パック１においては、上ケース１１と下ケース１２とで構成される外装ケースの内部空間に、コアパック１０が収納されている。コアパック１０は、下ケース１２の内底面に対して、両面粘着シール１３により貼着されている。
【００２１】
上ケース１１におけるＺ軸方向上面には、インジケーター用の窓部１１ｂが開けられており、上述のように、保護ラベル１５が貼着されている。
また、下ケース１２の外底面には、底ラベル１４が貼着されている。
３．コアパック１０の構成
電池パック１におけるコアパック１０の構成について、図３および図４を用い説明する。
【００２２】
図３に示すように、本実施の形態に係る電池パック１のコアパック１０は、２つの素電池グループ１０１，１０２と１の回路基板１０３とを有し構成されている。素電池グループ１０１と素電池グループ１０２とは、互いに係合されることによりＸ軸方向に位置決めされ、当該状態で並設されている。
回路基板１０３は、素電池グループ１０１，１０２の各一部の上方に、そのすべてが載置され、接合されている。外部接続端子１０３１は、コアパック１０におけるＹ軸方向手前側の端縁部分であって、Ｚ軸方向上側に実装されている。
【００２３】
図４に示すように、素電池グループ１０１と素電池グループ１０２とは、互いに同一の構成および外観形状を有している。各素電池グループ１０１，１０２の外面の一部には、回路基板１０３の載置領域である解放領域（領域Ａ１，Ａ２）が存在する。そして、各素電池グループ１０１，１０２の各々には、領域Ａ１，Ａ２に向けて突設されたリード板１０１５ａ〜１０１５ｄ，１０２５ａ〜１０２５ｄを有する。
【００２４】
回路基板１０３では、基板本体１０３０におけるＹ軸方向負側の端縁部に、素電池グループ１０１，１０２の各リード板１０１５ａ〜１０１５ｄ，１０２５ａ〜１０２５ｄに対応して、導電ランド１０３２ａ〜１０３２ｈが設けられている。また、回路基板１０３には、素電池グループ１０１，１０２のそれぞれに向けてＹ軸方向に突設されたサーミスタ素子１０３３ａ，１０３３ｂが設けられている。
【００２５】
サーミスタ素子１０３３ａ，１０３３ｂは、それぞれ素電池グループ１０１，１０２における一の素電池の外面に当接するようになっており、それぞれ素電池の外面に対して保護ラベル１０４で貼着されている。
４．素電池グループ１０１，１０２の構成
素電池グループ１０１，１０２の構成について、図５を用い説明する。なお、図５では、一方の素電池グループ１０１だけを図示しているが、素電池グループ１０２についても同一の構成を有する。
【００２６】
図５に示すように、素電池グループ１０１は、３つの素電池１０１１，１０１２，１０１３と、これらを保持するホルダー１０１４、さらには、素電池１０１１，１０１２，１０１３同士およびこれらと回路基板１０３とを接続するリード板１０１５ａ〜１０１５ｄを有する。素電池１０１１，１０１２，１０１３は、それぞれ扁平角形の外観形状を有するリチウムイオン電池であって、一方の端面に負極端子１０１１ａ，１０１２ａ，１０１３ａが形成され、残りの外面が正極１０１１ｂ，１０１２ｂ，１０１３ｂに相当する。
【００２７】
リード板１０１５ｂ，１０１５ｃ，１０１５ｄに各々には、ＰＴＣ素子１０１７ｂ，１０１７ｃ，１０１７ｄが介挿されている。また、素電池１０１１の外周面の一部とリード板１０１５ｄとの間には、互いの絶縁を図るために絶縁シート１０１６が介挿されている。
なお、３つの素電池１０１１，１０１２，１０１３は、リード板１０１５ｂ，１０１５ｃにより、直列に接続されている。そして、これらのリード板１０１５ｂ，１０１５ｃについても、回路基板１０３に接続されるが、これらは各中間電圧値を検出するためのものである。
【００２８】
５．ホルダー１０１４の構成
各素電池グループ１０１，１０２におけるホルダーの構成について、図６を用い説明する。図６では、素電池グループ１０１におけるホルダー１０１４を図示しているが、素電池グループ１０２におけるホルダーも同一構成を有する。図６（ａ）と図６（ｂ）とは、Ｙ軸を中心軸として１８０°回転した状態を示した関係にある。
【００２９】
図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、ホルダー１０１４は、Ｘ−Ｙ平面に沿って構成された板状の部分をベースとし、素電池１０１１，１０１２，１０１３を収納する各々の部分１０１４ａ，１０１４ｂ，１０１４ｃを囲むように設けられた囲繞部１０１４ｄ，１０１４ｅ，１０１４ｆ，１０１４ｇ，１０１４ｈ，１０１４ｉが一体に形成された構成を有する。
【００３０】
素電池１０１１，１０１２，１０１３は、囲繞部１０１４ｄ，１０１４ｅ，１０１４ｆ，１０１４ｇ，１０１４ｈ，１０１４ｉによって囲繞された各部分１０１４ａ，１０１４ｂ，１０１４ｃに収納された状態で、各外周面の一部がベースとなる板状の部分に当接する。
図６（ａ）に示すように、ホルダー１０１４におけるＸ軸方向の一方端の外面には、係合穴１０１４ｊが３箇所設けられている。また、図６（ｂ）に示すように、ホルダー１０１４におけるＸ軸方向の他方端の外面には、係合突起１０１４ｋが３箇所設けられている。係合穴１０１４ｊと係合突起１０１４ｋとは対応して設けられており、隣接する素電池グループ１０１，１０２のホルダー１０１４同士の間において、互いに係合する構成となっている。
【００３１】
６．効果
本実施の形態に係る電池パック１では、２つの素電池グループ１０１，１０２が、各ホルダー１０１４同士における係合穴１０１４ｊへの係合突起１０１４ｋの密な挿入により係合され、これによって互いに位置決めされた状態で並設されている。よって、図７および図８に示す従来技術に係る電池パックに対し、製造時における作業性が高く、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００３２】
また、本実施の形態に係る電池パック１では、２つの素電池グループ１０１，１０２が互いに同一構成であるので、予め素電池グループ１０１，１０２を形成しておくことができ、電池パック１の組立時における作業の効率化を図ることができる。よって、電池パック１では、製造に係る作業効率が高く、製造コストの低減を図ることができる。
また、本実施の形態に係る電池パック１では、各素電池グループ１０１，１０２において、当該グループ１０１，１０２に属する素電池１０１１，１０１２，１０１３，・・・がホルダー１０１４に保持されており、その状態で上ケース１１および下ケース１２で構成される外装ケースに収納されている。このため、電池パック１は、上記従来技術に係る電池パックよりも、素電池１０１１，１０１２，１０１３，・・・がホルダー１０１４に保持されている分だけ、耐衝撃性および耐振動性が高い。
【００３３】
以上のことから、本実施の形態に係る電池パック１は、製造時における作業性に優れることで製造コストが安く、且つ、高い耐衝撃性および高い耐振動性を有する。
また、本実施の形態に係る電池パック１では、ホルダー１０１４に、３つの係合穴１０１４ｊと３つの係合突起１０１４ｋが設けられており、素電池グループ１０１と素電池グループ１０２との間で３箇所の係合がなされている。このため、１箇所の係合穴と１箇所の係合突起によりホルダー間の係合を行う場合に比べて、係合の強度が高くなり、また、回路基板の組み付け時などに素電池グループ同士が互いに回転してしまうという事態を防止することができる。よって、高い位置精度を得る上で効果を奏するとともに、製造時における作業効率という観点から効果を奏する。
【００３４】
また、本実施の形態に係る電池パック１では、コアパック１０において、２つの素電池グループ１０１，１０２の各々のホルダー１０１４における本体部の主面の一部に素電池１０１１，１０１２，１０１３，・・・が載置されず、解放された領域（図４における領域Ａ１，Ａ２）が存在し、２つの素電池グループ１０１，１０２を並設した状態において、領域Ａ１と領域Ａ２とが連なる状態となる。そして、回路基板１０３の少なくとも一部が連なってなる領域Ａ１，Ａ２の上方に載置されている。このような構成とする電池パック１では、外装ケース内への収納前に、コアパック１０における回路基板１０３についても２つの素電池グループ１０１，１０２に対して正確な位置決めをした状態とすることができる。よって、作業効率を高くすることが可能となる。
【００３５】
さらに、本実施の形態に係る電池パック１では、２つの素電池グループ１０１，１０２からリード板１０１５ａ〜１０１５ｄ，１０２５ａ〜１０２５ｄが突設され、回路基板１０３の一端縁部の対応部分に導電ランド１０３２ａ〜１０３２ｈが設けられており、コアパック１０においては、これらが接続されている。よって、電池パック１の製造の効率化を図る上で効果を奏する。
【００３６】
［その他の事項］
上記実施の形態に係る電池パック１では、２つの素電池グループ１０１，１０２を備える構成としたが、３つ以上の素電池グループを備える構成とすることもできる。また、複数の素電池グループの並設の方向については、Ｘ軸方向に限らず、Ｙ軸方向やＺ軸方向とすることもできる。この場合には、係合突起および係合穴の位置を適宜変更することにより、上記同様の効果を得ることができ、また、リード板の突設方向についても同様である。
【００３７】
また、上記実施の形態では、各素電池グループ１０１，１０２において、３つの素電池１０１１，１０１２，１０１３を構成中に含むこととしたが、各素電池グループにおける素電池数については、これに限定されるものではない。例えば、１つまたは２つとすることもできるし、４つ以上とすることもできる。
また、素電池の形態について、上記実施の形態では、扁平角形のリチウムイオン電池としたが、これについても限定を受けるものではない。例えば、円筒形や金属ラミネート外装電池などを採用することもできる。また、電池種類についても、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池などのアルカリ電池を採用することもできる。
【００３８】
また、上記実施の形態では、素電池グループ１０１，１０２における各ホルダー１０１４の構成材料については、特に言及しなかったが、例えば、絶縁性を有する樹脂材料などが好適である。ただし、ホルダーの構成材料については、これに限定されるものではなく、例えば、表面が絶縁処理された金属材料などを用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、製造コストが安く、且つ、高い耐衝撃性・耐振動性を備える電池パックを形成するのに有用である。
【符号の説明】
【００４０】
１．電池パック
１０．コアパック
１１．上ケース
１２．下ケース
１３．両面粘着シール
１４．底ラベル
１５，１０４．保護ラベル
１０１，１０２．素電池グループ 
１０３．回路基板
１０１１，１０１２，１０１３．素電池
１０１４．ホルダー
１０１４ｊ．係合穴
１０１４ｋ．係合突起
１０１５ａ〜１０１５ｄ，１０２５ａ〜１０２５ｄ．リード板
１０１６．絶縁シート
１０１７ａ，１０１７ｃ，１０１７ｄ．ＰＴＣ素子
１０３０．基板本体
１０３１．外部接続端子
１０３２ａ〜１０３２ｈ．導電ランド
１０３３ａ，１０３３ｂ．サーミスタ素子
【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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