(57)【要約】【課題】コンデンサモジュールを固定した被固定体に大きな衝撃が加わった場合でも、封止部材の損傷をより十分に抑制できるコンデンサモジュールを提供する。【解決手段】コンデンサケース２と、コンデンサ素子３と、封止部材４と、固定部５とを備える。コンデンサ素子３をコンデンサケース２に収容し、封止部材４によって封止してある。コンデンサケース２には、コンデンサモジュール１を他の部材に固定するための固定部５を設けてある。固定部５は、コンデンサケース２の側壁２１に、連結部６を介して連結されている。この連結部６に、凹状または貫通形状の肉抜き部７を形成してある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底壁（２０）と、該底壁（２０）から立設した側壁（２１）とを有するコンデンサケース（２）と、
該コンデンサケース（２）に収容されたコンデンサ素子（３）と、
該コンデンサ素子（３）を上記コンデンサケース（２）内に封止する封止部材（４）とを備え、
上記コンデンサケース（２）には、該コンデンサケース（２）を他の部材に固定するための複数の固定部（５）と、該固定部（５）を上記側壁（２１）に連結する連結部（６）とが形成されており、
該連結部（６）に、凹状または貫通形状の肉抜き部（７）を形成してあることを特徴とするコンデンサモジュール（１）。
【請求項２】
請求項１に記載のコンデンサモジュール（１）において、上記コンデンサケース（２）の開口方向から見たときに、個々の上記固定部（５）および上記連結部（６）は、上記側壁（２１）よりもケース外側に設けられており、上記固定部（５）と上記封止部材（４）との間に上記側壁（２１）および上記連結部（６）が位置していることを特徴とするコンデンサモジュール（１）。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のコンデンサモジュール（１）において、上記複数の連結部（６）のうち少なくとも一つの連結部（６）には、複数個の上記肉抜き部（７）を形成してあり、隣り合う上記肉抜き部（７）を区画する区画壁（６１）が格子状に形成されていることを特徴とするコンデンサモジュール（１）。
【請求項４】
請求項３に記載のコンデンサモジュール（１）において、全ての上記連結部（６）に、上記格子状の区画壁（６１）を形成してあることを特徴とするコンデンサモジュール（１）。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のコンデンサモジュール（１）において、上記肉抜き部（７）は、上記コンデンサケース（２）の開口部（２４）と同一方向に開口していることを特徴とするコンデンサモジュール（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収容するコンデンサケースと、コンデンサ素子をコンデンサケース内に封止する封止部材とを備えるコンデンサモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電圧の平滑化等に用いるためのコンデンサモジュールとして、コンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収容するコンデンサケースとを備え、上記コンデンサ素子を、合成樹脂等の封止部材によってコンデンサケース内に封止したものが知られている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
このコンデンサモジュールは、例えば、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される。上記コンデンサケースには、コンデンサモジュールを車体等に固定するための固定部を複数個形成してある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１４１３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記コンデンサモジュールは、例えば車両が交通事故を起こした場合等に、上記固定部を介して衝撃が封止部材へ伝わることがある。そのため、特に大きな衝撃が加わった場合に、封止部材が損傷する可能性が考えられる。
【０００６】
そのため、車体等、コンデンサモジュールを固定した被固定体に特に大きな衝撃が加わった場合でも、封止部材の損傷をより十分に抑制でき、封止部材からコンデンサ素子が露出することをより十分に防止できるコンデンサモジュールが望まれている。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、コンデンサモジュールを固定した被固定体に大きな衝撃が加わった場合でも、封止部材の損傷をより十分に抑制できるコンデンサモジュールを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、底壁と、該底壁から立設した側壁とを有するコンデンサケースと、
該コンデンサケースに収容されたコンデンサ素子と、
該コンデンサ素子を上記コンデンサケース内に封止する封止部材とを備え、
上記コンデンサケースには、該コンデンサケースを他の部材に固定するための複数の固定部と、該固定部を上記側壁に連結する連結部とが形成されており、
該連結部に、凹状または貫通形状の肉抜き部を形成してあることを特徴とするコンデンサモジュールにある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００９】
上記コンデンサモジュールにおいては、コンデンサケースの側壁に、上記固定部と上記連結部とを形成してある。そして、この連結部に、上記肉抜き部を形成してある。このように肉抜き部を形成することにより、連結部の剛性を低くすることができる。そのため、車両等の被固定体に大きな衝撃が加わり、この衝撃が固定部を介して連結部に伝播したときに、連結部が変形して衝撃を吸収するようになる。したがって、封止部材に伝わる衝撃を低減でき、封止部材の損傷をより効果的に抑制することができる。
【００１０】
以上のごとく、本発明によれば、コンデンサモジュールを固定した被固定体に大きな衝撃が加わった場合でも、封止部材の損傷をより十分に抑制できるコンデンサモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における、コンデンサモジュールの平面図。
【図２】実施例１における、コンデンサモジュールの斜視図。
【図３】実施例１における、電力変換装置の全体斜視図。
【図４】実施例１における、収容ケースに収容したコンデンサモジュールの平面図。
【図５】図４のV-V断面図。
【図６】図４のVI-VI断面図。
【図７】図１のVII-VII断面図。
【図８】実施例１における、第１固定部及びその周囲の拡大平面図。
【図９】実施例１における、第２固定部及びその周囲の拡大平面図。
【図１０】実施例１における、第３固定部及びその周囲の拡大平面図。
【図１１】実施例１における、第４固定部及びその周囲の拡大平面図。
【図１２】実施例１における、電力変換装置の回路図。
【図１３】実施例１における、肉抜き部を貫通形状にしたコンデンサモジュールの断面図。
【図１４】実施例２における、コンデンサモジュールの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上記コンデンサモジュールは、例えば、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用コンデンサモジュールである。
【００１３】
また、上記コンデンサケースの開口方向から見たときに、個々の上記固定部および上記連結部は、上記側壁よりもケース外側に設けられており、上記固定部と上記封止部材との間に上記側壁および上記連結部が位置していることが好ましい（請求項２）。
この場合には、外部から固定部を介して封止部材側へ衝撃が加わったときに、まず連結部によって衝撃を吸収でき、この連結部によって吸収しきれなかった衝撃を、側壁で受け止めることができる。そのため、封止部材に伝わる衝撃をより低減することができる。
【００１４】
また、上記複数の連結部のうち少なくとも一つの連結部には、複数個の上記肉抜き部を形成してあり、隣り合う上記肉抜き部を区画する区画壁が格子状に形成されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、連結部に形成した上記区画壁によって、衝撃の一部を吸収することができる。区画壁は格子状に形成されているため、衝撃が加わる方向に関係なく、衝撃の吸収しやすさを均一にすることができる。そのため、特定の方向から衝撃が加わる場合だけでなく、他の方向から衝撃が加わる場合でも、衝撃を十分に吸収することができ、封止部材が損傷することをより効果的に抑制することが可能になる。
【００１５】
また、全ての上記連結部に、上記格子状の区画壁を形成してあることが好ましい（請求項４）。
この場合には、全ての連結部が、衝撃が加わる方向に関係なく衝撃を十分に吸収できる。そのため、封止部材に衝撃がより加わりにくくなり、封止部材の損傷をより抑制しやすくなる。
【００１６】
また、上記肉抜き部は、上記コンデンサケースの開口部と同一方向に開口していることが好ましい（請求項５）。
この場合には、コンデンサケースの製造コストを低減できると共に、製造効率を向上させることができる。すなわち、上記構成にすると、樹脂成型によってコンデンサケースを製造する場合、一つの金型に、コンデンサケースの収容空間を形成する部位と、肉抜き部を形成する部位とを形成しておき、この金型を同一方向（開口した方向）に引き抜くことができる。そのため、収容空間を形成するための金型と、肉抜き部を形成するための金型とを分ける必要がなくなり、金型の数を減らすことが可能になる。したがって、製造コストを低減することができる。また、金型の数が少なければ、金型を組み立てたり引き抜いたりするときの工数を減らすことができる。そのため、コンデンサケースの製造効率を向上させることができる。
【実施例】
【００１７】
（実施例１）
上記コンデンサモジュールに係る実施例について、図１〜図１３を用いて説明する。図１、図２に示すごとく、本例のコンデンサモジュール１はコンデンサケース２と、コンデンサ素子３と、封止部材４とを備える。
【００１８】
コンデンサケース２は、底壁２０（図５参照）と、該底壁２０から立設した側壁２１とを有する。コンデンサ素子３は、コンデンサケース２に収容されている。このコンデンサ素子３を、封止部材４によってコンデンサケース２内に封止してある。
【００１９】
コンデンサケース２には、該コンデンサケース２を他の部材に固定するための複数の固定部５と、個々の固定部５を側壁２１に連結する連結部６とが形成されている。この連結部６に、凹状の肉抜き部７を形成してある。
【００２０】
本例のコンデンサモジュール１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載された車載用コンデンサモジュールである。本例のコンデンサモジュール１は、車両用の電力変換装置１０（図１２参照）に用いられる。車両は、図１に示す矢印Ａの方向に進行する。
【００２１】
上記封止部材４およびコンデンサケース２は合成樹脂からなる。封止部材４には、例えばエポキシ樹脂が用いられ、コンデンサケース２には、例えばＰＰＳが用いられる。連結部６と固定部５と側壁２１と底壁２０（図５参照）とは同一の樹脂材料からなり、樹脂成型により一体的に形成されている。
【００２２】
図３、図４に示すごとく、本例のコンデンサモジュール１は、電力変換装置１０を構成する他の電子部品と共に、収容ケース１１内に収容されている。本例の収容ケース１１は４個（第１収容ケース１１ａ〜第４収容ケース１１ｄ）に分かれている。第１収容ケース１１ａには、後述する制御回路基板を収容してある。第２収容ケース１１ｂには、後述する半導体モジュール８４（図１２参照）や、該半導体モジュール８４を冷却するための冷却器等が収容されている。また、第３収容ケース１１ｃには、上記コンデンサモジュール１を収容してあり、第４収容ケース１１ｄには、後述するＤＣ−ＤＣコンバータ８３を収容してある。収容ケース１１は、車体に固定されている。
【００２３】
図４に示すごとく、本例のコンデンサケース２は、４個の固定部５を備える。また、第３収容ケース１１ｃは、ケース内側に突出した４個の被固定部１１０を備える。図５、図６に示すごとく、ボルト１２を使って、それぞれの固定部５を被固定部１１０に固定している。
【００２４】
固定部５には、金属製のワッシャー５１がインサートされている。このワッシャー５１にボルト１２を差し込み、被固定部１１０に形成した雌螺子部１１５にボルト１２を螺合してある。
【００２５】
図５、図６に示すごとく、連結部６および固定部５は、側壁２１の立設方向（Ｚ方向）における、側壁２１の、開口部２４側の端部２１０から、ケース外側に突出している。この連結部６に、凹状の肉抜き部７を形成してある。封止部材４と固定部５との間に、連結部６および側壁２１が位置している。
【００２６】
図１、図２に示すごとく、本例のコンデンサケース２は、Ｚ方向から見ると略四角形状をしている。コンデンサケース２を構成する４枚の側壁２１のうち、第１の側壁２１ａに、２個の固定部５（第１固定部５ａおよび第２固定部５ｂ）を設けてある。この２個の固定部５ａ，５ｂは、それぞれ第１の側壁２１ａから同一方向に突出している。これら２個の固定部５ａ，５ｂは、第１の側壁２１ａの長手方向（Ｘ方向）における両端に形成されている。
【００２７】
また、第１の側壁２１ａに平行な第２の側壁２１ｂに、別の２個の固定部５（第３固定部５ｃおよび第４固定部５ｄ）を設けてある。この２個の固定部５ｃ，５ｄは、第２の側壁２１ｂから、第１固定部５ａの突出側とは反対側に突出している。これら２個の固定部５ｃ，５ｄは、第２の側壁２１ｂの、Ｘ方向における両端に形成されている。
【００２８】
なお、上記４個の固定部５が側壁２１から突出する方向（Ｙ方向）は、車両の進行方向（Ａ方向）に平行である。
【００２９】
図１に示すごとく、コンデンサケース２には４個の連結部６（第１連結部６ａ〜第４連結部６ｄ）を形成してある。
図８に示すごとく、第１連結部６ａは、側壁２１よりもケース外側に位置する壁状の外縁部６２を有する。この外縁部６２に第１固定部５ａが接続している。また、外縁部６２は側壁２１に、３か所において接続している。外縁部６２と側壁２１とによって囲まれた空間が、肉抜き部７になっている。第１連結部６ａには、２個の肉抜き部７が形成されている。肉抜き部７は、Ｚ方向における一方側が開口しており（図５参照）、他方側に連結用底部６３を設けてある。
【００３０】
また、図９に示すごとく、第２連結部６ｂには、３個の肉抜き部７を形成してある。第２連結部６ｂは、第１連結部６ａと同様に、外縁部６２と、連結用底部６３（図５参照）とを備える。外縁部６２は、３か所において側壁２１に接続している。また、第２連結部６ｂは、外縁部６２と側壁２１とを繋ぐ区画壁６１を備える。この区画壁６１と外縁部６２と側壁２１とによって囲まれた空間、または外縁部６２と側壁２１とによって囲まれた空間が、肉抜き部７になっている。
【００３１】
図１０に示すごとく、第３連結部６ｃには、４個の肉抜き部７を形成してある。第３連結部６ｃは、第２連結部６ｂと同様に、外縁部６２と、連結用底部６３（図６参照）と、区画壁６１とを備える。この区画壁６１と外縁部６２と側壁２１とによって囲まれた空間が肉抜き部７になっている。
【００３２】
図１１に示すごとく、第４連結部６ｄには、７個の肉抜き部７を形成してある。第４連結部６ｄは、第２連結部６ｂと同様に、外縁部６２と、連結用底部６３（図５参照）と、区画壁６１とを備える。第４連結部６ｄの区画壁６１は、格子状に形成されている。すなわち、第４連結部６ｄの区画壁６１には、その主面６１０がＹ方向に直交する区画壁６１ａと、主面６１０がＸ方向に直交する区画壁６１ｂとの２種類があり、この２種類の区画壁６１ａ，６１ｂが互いに直交している。
【００３３】
一方、図１に示すごとく、コンデンサケース２の第１の側壁２１ａには、後述するリアクトル接続用端子３６とモジュール接続用端子３４ａとの間に、ケース内側に凹んだ第１ケース凹部２０１を形成してある。また、第２の側壁２１ｂには、後述するコンバータ接続用端子３３ｂと第４連結部６ｄとの間に、ケース内側に凹んだ第２ケース凹部２０２を形成してある。第２ケース凹部２０２は、複数のコンデンサ素子３の間の部分が特に大きく凹む形状になっている。
【００３４】
また、コンデンサケース２には、３個の組付用突起２９０を形成してある。組付用突起２９０は、電力変換装置１０を製造する際に、ロボットを使ってコンデンサモジュール１を搬送するために形成してある。
【００３５】
また、図１に示すごとく、本例では、複数個のコンデンサ素子３を、コンデンサケース２内に収容してある。複数個のコンデンサ素子３には、フィルタコンデンサＣ１（図１２）として用いるためのフィルタ用コンデンサ素子３ａと、平滑コンデンサＣ２として用いるための平滑用コンデンサ素子３ｂとがある。
【００３６】
本例のコンデンサ素子３は、フィルムコンデンサである。図７に示すごとく、コンデンサ素子３の、Ｚ方向における両端面は、直流電圧が加わる電極面３０，３１になっている。一方の電極面３０には正電極板１３が接続し、他方の電極面３１には負電極板１４が接続している。負電極板１４は、全てのコンデンサ素子３に共通して接続している。また、正電極板１３は、フィルタ用コンデンサ素子３ａ（図１参照）に取り付けるものと、平滑用コンデンサ素子３ｂに取り付けるものとで、別々になっている。
【００３７】
図１に示すごとく、コンデンサケース２の開口部２４から、複数の電極端子３２〜３６が延出している。図１、図１２に示すごとく、電極端子には、直流電源８に接続するための入力端子３２ａ，３２ｂと、ＤＣ−ＤＣコンバータ８３に接続するためのコンバータ接続用端子３３ａ，３３ｂと、平滑用コンデンサ素子３ｂを半導体モジュール８４に接続するためのモジュール接続用端子３４ａ，３４ｂと、放電抵抗Ｒに接続するための放電用端子３５ａ，３５ｂと、フィルタ用コンデンサ素子３ｂを昇圧用リアクトルＬに接続するためのリアクトル接続用端子３６とがある。
【００３８】
図１２に示すごとく、本例の電力変換回路１０は、直流電源８の直流電圧を昇圧する昇圧回路８１と、インバータ回路８２とを有する。インバータ回路８２は、複数個の半導体モジュール８４からなる。個々の半導体モジュール３４にはＩＧＢＴ素子８４０が封止されている。ＩＧＢＴ素子８４０のゲート端子は、上記第１収容ケース１１ａ（図３参照）に収容した制御回路基板に接続している。この制御回路基板を使って、ＩＧＢＴ素子８４０をオンオフ動作させることにより、直流電圧を交流電圧に変換し、交流負荷８０（三相交流モータ）を駆動している。
【００３９】
上記フィルタコンデンサＣ１は、入力電圧から高周波ノイズを取り除くために設けられている。また、フィルタコンデンサＣ１に対して並列に、ＤＣ−ＤＣコンバータを接続してある。このＤＣ−ＤＣコンバータを使って、直流電源８の直流電圧を降圧し、他の機器（図示しない）を駆動させている。
【００４０】
平滑コンデンサＣ２は、昇圧後の電圧を平滑化するために設けられている。平滑コンデンサＣ２には、放電抵抗Ｒが並列接続している。放電抵抗Ｒは、電力変換装置１０の使用を停止した後、フィルタコンデンサＣ１及び平滑コンデンサＣ２に溜まった電荷を流して放電するために設けられている。
【００４１】
本例の作用効果について説明する。本例では図１、図２に示すごとく、固定部５を側壁２１に連結する連結部６に、肉抜き部７を形成してある。このように肉抜き部７を形成することにより、連結部６の剛性を低くすることができる。そのため、被固定体（車体）に大きな衝撃が加わり、この衝撃が固定部５を介して連結部６に伝播した場合、連結部６が変形して衝撃を吸収するようになる。したがって、封止部材４に伝わる衝撃を低減でき、封止部材４の損傷を効果的に抑制できる。そのため、封止部材４内のコンデンサ素子３がより露出しにくくなる。
【００４２】
また、コンデンサケース２を樹脂成型によって製造する場合は、本例の構成を採用すると、より製造しやすくなる。すなわち、樹脂成型する場合は、仮に肉抜き部７を形成しなかったとすると、連結部６が厚肉になり、連結部６に空洞（巣）ができることがある。したがって、本例のように肉抜き部７を形成することにより、連結部６が厚肉になることを抑制でき、成型時に連結部６に空洞ができることを抑制できる。
【００４３】
また、図１、図２に示すごとく、コンデンサケース２の開口方向（Ｚ方向）から見たときに、個々の固定部５および連結部６は、側壁２１よりもケース外側に設けられている。そして図５、図６に示すごとく、固定部５と封止部材４との間に、側壁２１および連結部６が位置している。
したがって、外部から固定部５を介して封止部材４側へ衝撃が加わったときに、まず連結部６によって衝撃を吸収でき、この連結部６によって吸収しきれなかった衝撃を、側壁２１で受け止めることができる。そのため、封止部材４に伝わる衝撃をより低減することができる。
【００４４】
また、図１、図１１に示すごとく、４個の連結部６のうち一つの連結部６（第４連結部６ｄ）に、隣り合う肉抜き部７を区画する区画壁６１を形成してある。そのため、この区画壁６１によって、衝撃の一部を吸収することができる。また、第４連結部６ｄの区画壁６１は格子状に形成されているため、衝撃が加わる方向に関係なく、衝撃の吸収しやすさを均一にすることができる。したがって、特定の方向から衝撃が加わる場合だけでなく、他の方向から衝撃が加わった場合でも、連結部６によって衝撃を十分に吸収することができ、封止部材４が損傷することをより効果的に抑制することが可能になる。
【００４５】
また、本例のコンデンサモジュール１は、車両に搭載して用いるための車載用コンデンサモジュールである。車載用コンデンサモジュールは、車両が交通事故等を起こした場合に、大きな衝撃を受ける可能性があるため、本例のように、衝撃を受けても封止部材４が損傷しにくい構造にした場合の効果が大きい。
【００４６】
また、本例では図１に示すごとく、第３固定部５ｃと第４固定５ｄとを、車両の進行方向（Ａ方向）に突出させた。そのため、第３連結部６ｃと第４連結部６ｄの、Ａ方向における長さを比較的長くすることができる。車両が交通事故を起こした場合には、Ａ方向に衝撃が加わることが多いため、この方向における連結部６ｃ，６ｄの長さを長くすることにより、より衝撃を吸収しやすくなる。そのため、封止部材４の損傷を効果的に抑制することができる。
【００４７】
また、図１、図２に示すごとく、本例の肉抜き部７は、コンデンサケース２の開口部２４と同一方向（Ｚ方向）に開口している。
そのため、コンデンサケース２の製造コストを低減することができる。すなわち、上記構成にすると、樹脂成型によってコンデンサケース２を製造する場合、一つの金型に、コンデンサケース２の収容空間Ｓを形成する部位と、肉抜き部７を形成する部位とを形成しておき、この金型を同一方向（Ｚ方向）に引き抜くことができる。そのため、収容空間Ｓを形成するための金型と、肉抜き部７を形成する金型とを分ける必要がなくなり、金型の数を減らすことが可能になる。したがって、製造コストを低減することができる。
【００４８】
また、図１、図２に示すごとく、本例では、コンデンサケース２の側壁２１に、ケース内側に凹んだケース凹部２０１，２０２を形成した。そのため、収容空間Ｓの体積を減らすことができ、封止部材４の使用量を減らすことができる。これにより、コンデンサモジュール１の製造コストを低減することができる。また、ケース凹部２０１，２０２を形成することにより、側壁２１の強度をより高めることが可能になる。そのため、衝撃を受けても側壁２１および封止部材４がより損傷しにくくなる。
【００４９】
以上のごとく、本例によれば、コンデンサモジュールを固定した被固定体に大きな衝撃が加わった場合でも、封止部材の損傷をより十分に抑制できるコンデンサモジュールを提供することができる。
【００５０】
なお、本例では、図５、図６に示すごとく、連結部６に連結用底部６３を設け、肉抜き部７を凹状、すなわち有底状に形成したが、図１３に示すごとく、連結用底部６３を形成せず、Ｚ方向に貫通するように肉抜き部７を形成してもよい。
【００５１】
（実施例２）
本例は、連結部６の形状を変更した例である。図１４に示すごとく、本例では、４個の連結部６（６ａ〜６ｄ）全てに、区画壁６１を格子状に形成した。
そのため、全ての連結部６が、衝撃が加わる方向に関係なく、衝撃を十分に吸収できる。したがって、封止部材４に衝撃がより伝わりにくくなり、封止部材４の損傷をより抑制しやすくなる。
【００５２】
その他は、実施例１と同様である。また、本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【符号の説明】
【００５３】
１  コンデンサモジュール
２  コンデンサケース
２０  底壁
２１  側壁
３  コンデンサ素子
４  封止部材
５  固定部
６  連結部
７  肉抜き部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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