(57)【要約】      （修正有）【課題】吸排気によりＬＥＤ及び／又は冷却フィンを直接冷却する小型で冷却性能が高いＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムを提供する。【解決手段】熱源であるＬＥＤ、伝熱プレート、冷却フィン、冷却ファンＦＡＮ、それらを収納するケーシングＣ、及び、ヒートシンクＨＳからなり、ＬＥＤは伝熱プレート上に接合され、伝熱プレートは冷却フィン及びヒートシンクと接合してなるＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムにおいて、冷却ファンはＬＥＤから排気側に位置し、ヒートシンクはＬＥＤから排気側と反対側に位置し、吸気口Ｏ１とファン排気口Ｏ２は空気通路を通じて繋がってなり、ＬＥＤ及び／又は冷却フィンが空気通路内にあり、冷却ファンによって空気通路内に空気を取り入れファン排気口から排出することによって、ＬＥＤを冷却する。【選択図】図１
0003199412.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
熱源であるＬＥＤ（１０）、伝熱プレート（Ｐ）、冷却フィン（Ｆ）、冷却ファン（ＦＡＮ）、それらを収納するケーシング（Ｃ）、及び、ヒートシンク（ＨＳ）からなり、ＬＥＤ（１０）は伝熱プレート（Ｐ）上に接合され、伝熱プレート（Ｐ）は冷却フィン（Ｆ）及びヒートシンク（ＨＳ）と接合してなるＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムにおいて、冷却ファン（ＦＡＮ）はＬＥＤ（１０）から排気側に位置し、ヒートシンク（ＨＳ）はＬＥＤ（１０）から排気側と反対側に位置し、吸気口（Ｏ１）とファン排気口（Ｏ２）は空気通路（Ｐ１２）を通じて繋がってなり、ＬＥＤ（１０）及び／又は冷却フィン（Ｆ）が空気通路（Ｐ１２）内にあり、冷却ファン（ＦＡＮ）によって空気通路（Ｐ１２）内に空気を取り入れファン排気口（Ｏ２）から排出することによって、ＬＥＤ（１０）を冷却することを特徴とするＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システム。
【請求項２】
ケーシング（Ｃ）排気側と先端部（ｔｏｐ）が結合してなり、先端部（ｔｏｐ）に冷却ファンを内蔵して、冷却ファン（ＦＡＮ）排気を直接外気に排出することを特徴とする請求項１に記載されたＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システム。
【請求項３】
斜め上方横方向から空気を取り入れるように吸気口（Ｏ１）がケーシング（Ｃ）に設置されてなり、ファン排気口か（Ｏ１）らに空気が排出されることを特徴とする請求項１〜２の何れかに記載されたＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システム。
【請求項４】
ケーシング（Ｃ）排気側とヒートシンク（ＨＴ）がソケット（ｓｋｔ）を介して結合してなることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載されたＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは半導体のため熱に非常に弱いために熱暴走による不良のリスクがあるが、熱暴走による不良のリスクを防止するためのＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムが必要であった。
従来のＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムは、発熱部のＬＥＤから遠いエンジンルーム側のヒートシンクＨＳにモーターでＦＡＮを回して冷却していたが、冷却効果が十分であるとは考えられなかった。
【０００３】
そこで、吸排気によりＬＥＤ及び／又は冷却フィンを直接冷却する小型で冷却性能が高いＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの提供の実現が望まれていた。
さらに、吸排気の流れを工夫することによって、吸排気によるＬＥＤをの冷却性能をさらに向上させることが可能なＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの実現が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
本願考案に係るＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムについて、ＦＩ、キーワード検索を行ったところ、本件考案（請求項１に記載の発明）に近い考案等記載文献は、発見されなかったので、特許文献の記載は省略する。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
○本考案が解決しようとする第１課題
本考案が解決しようとする第１課題は、ＬＥＤは半導体のため熱に非常に弱いために熱暴走による不良のリスクがあるが、熱暴走による不良のリスクを防止するため、吸排気によりＬＥＤ及び／又は冷却フィンを直接冷却する小型で冷却性能が高いＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの提供をすることである。
○本考案が解決しようとする第２課題
本考案が解決しようとする第２課題は、ＬＥＤの近傍から冷却空気を吸気し、ヒートシンクの反対側に冷却ファンを設置して排気するように吸排気の流れを従来のものにはないものとすることによって、ＬＥＤ及び／又は冷却フィンを直接冷却するさらに小型で冷却性能がさらに高いＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの提供をすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
課題を解決するための手段は、本願の［実用新案登録請求の範囲］の各請求項に記載の考案である。
実用新案登録請求の範囲、明細書、図面等の用語の解釈上の疑義を解消すべく、以下用語の説明を行うこととする。
＜用語の説明＞
○ＬＥＤ１０とは、順方向に電圧を加えた際に発光する半導体素子のことである。
○冷却ファンＦＡＮとは、ＬＥＤを冷却するため、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システム内に設置された小型の送風機をいう
○伝熱プレートＰとは、ＬＥＤから発生した熱を伝えるためのプレートである。材料としては伝熱性の高い銅製のものが望ましい。
○冷却フィンＦとは、ＬＥＤから発生した熱が、伝熱プレートを通じて伝わってきた熱を放出して、ＬＥＤを冷却するためのフィン状のものをいう。
○ケーシングＣとは、ＬＥＤ、伝熱プレート、冷却フィン、冷却ファンを収納する筒状体をいう。
○吸気口Ｏ１とは、空気を吸い込む（空気を取り入れる）開口部分をいう。通常はＬＥＤの近傍に設けられる。吸気口から吸いこむ空気をＡｉｒ１で表示する。
○冷却空気、ＬＥＤの熱を冷却するための空気をいう。冷却空気を本願においては、単に空気ともいう。
○ファン排気口Ｏ２とは、冷却ファンの空気を排出する開口部分をいう。排出される空気をＡｉｒ２と表示する。
○空気通路Ｐ１２とは、吸気口から取り入れた空気が冷却ファンを通ってファン排気口へ排出するまでの空気が通る経路をいう。吸気口と排気側は空気通路を通じて繋がっている。
○斜め上方横方向とは、空気が斜め上方横方向から吸気口に取り入れられる様をいう（図１）。横方向とは、左側面図において、紙面視左右方向をいう。上方とは、左側面図において、紙面視上方方向をいう
○排気方向とは、空気が通路内から冷却ファンを通ってファン排気口から放出される方向を表す。排気方向とは、正面図において、紙面視左側方向（冷却空気が排出される方向）をいう。
○ケーシング排気側とは、ケーシング内の空気が通る通路において吸気した空気を排気する方向側の意味合いである。ＬＥＤを起点にして冷却空気の排気側の意味合いである。
○ヒートシンクＨＳとは、熱の放散によって温度を下げることを目的にした部品である。日本語では放熱器ともいう。
○ソケットｓｋｔとは、ケーシングとヒートシンクを簡便に接続するための器具をいう。
課題を解決するための手段は、本願の実用新案登録請求の範囲の各請求項に記載の考案であり、その具体的な解決手段は、以下の通りである。
○第１の考案（請求項１に記載の考案）
上記の課題を解決するための第１の考案（請求項１に記載の考案）は、熱源であるＬＥＤ１０、伝熱プレートＰ、冷却フィンＦ、冷却ファンＦＡＮ、それらを収納するケーシングＣ、及び、ヒートシンクＨＳからなり、ＬＥＤ１０は伝熱プレートＰ上に接合され、伝熱プレートＰは冷却フィンＦ及びヒートシンクＨＳと接合してなるＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システム１００において、冷却ファンＦＡＮはＬＥＤ１０から排気側に位置し、ヒートシンクＨＳはＬＥＤ１０から排気側と反対側に位置し、吸気口Ｏ１とファン排気口Ｏ２は空気通路Ｐ１２を通じて繋がってなり、ＬＥＤ１０及び／又は冷却フィンＦが空気通路Ｐ１２内にあり、冷却ファンＦＡＮによって空気通路Ｐ１２内に空気を取り入れファン排気口Ｏ２から排出することによって、ＬＥＤ１０を冷却することを特徴とするＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムである。
○第２の考案（請求項２に記載の考案）
上記の課題を解決するための第２の考案（請求項２に記載の考案）は、ケーシングＣ排気側と先端部ｔｏｐが結合してなり、先端部ｔｏｐに冷却ファンを内蔵して、冷却ファンＦＡＮ排気を直接外気に排出することを特徴とする請求項１に記載されたＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムである。
○第３の考案（請求項３に記載の考案）
上記の課題を解決するための第３の考案（請求項３に記載の考案）は、斜め上方横方向から空気を取り入れるように吸気口Ｏ１がケーシングＣに設置されてなり、ファン排気口Ｏ１からに空気が排出されることを特徴とする請求項１〜２の何れかに記載されたＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムである。
○第４の考案（請求項４に記載の考案）
上記の課題を解決するための第４の考案（請求項４に記載の考案）は、ケーシングＣ排気側とヒートシンクＨＴがソケットｓｋｔを介して結合してなることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載されたＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムである。
【考案の効果】
【０００７】
本考案に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムは、上記のような特徴的構成要件から構成され、特徴的構成要件に応じた、以下のような本願考案特有の効果を奏する。
また、上記の各考案に応じた、上記のような特徴的構成要件から構成されたＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムによれば、本願考案の課題を十分解消することができた。
○第１の考案の効果
第１の考案によれば、熱源であるＬＥＤ１０、伝熱プレートＰ、冷却フィンＦ、冷却ファンＦＡＮ、それらを収納するケーシングＣ、及び、ヒートシンクＨＳからなり、ＬＥＤ１０は伝熱プレートＰ上に接合され、伝熱プレートＰは冷却フィンＦ及びヒートシンクＨＳと接合してなるＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システム１００において、冷却ファンＦＡＮはＬＥＤ１０から排気側に位置し、ヒートシンクＨＳはＬＥＤ１０から排気側と反対側に位置し、吸気口Ｏ１とファン排気口Ｏ２は空気通路Ｐ１２を通じて繋がってなり、ＬＥＤ１０及び／又は冷却フィンＦが空気通路Ｐ１２内にあり、冷却ファンＦＡＮによって空気通路Ｐ１２内に空気を取り入れファン排気口Ｏ２から排出することによって、ＬＥＤ１０を冷却することという特徴的な構成要件により、本考案が解決しようとする第１課題〜第２課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第２の考案の効果
第２の考案によれば、ケーシングＣ排気側と先端部ｔｏｐが結合してなり、先端部ｔｏｐに冷却ファンを内蔵して、冷却ファンＦＡＮ排気を直接外気に排出することという特徴的な構成要件により、本考案が解決しようとする第１課題〜第２課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第３の考案の効果
第３の考案によれば、斜め上方横方向から空気を取り入れるように吸気口Ｏ１がケーシングＣに設置されてなり、ファン排気口Ｏ１からに空気が排出されることという特徴的な構成要件により、本考案が解決しようとする第１課題〜第２課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第４の考案の効果
第４の考案によれば、ケーシングＣ排気側とヒートシンクＨＴがソケットｓｋｔを介して結合してなることという特徴的な構成要件により、本考案が解決しようとする第１課題〜第２課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本考案に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システム１００に関する最良の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、冷却ファンＦＡＮによって空気通路Ｐ１２内に空気を取り入れ排出することによって、ＬＥＤ１０及び／又は冷却フィンＦを冷却する空気の流れを表す概念図（本発明の空気の流れを表す概念図）である。
図２は、本発明に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムを表す斜視図（写真）である。
図３は、本発明に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの部品組立図を示す。
図４は、本発明に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの斜視図を表す。
図５は、本発明に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの左側面図を表す。
図６は、本発明に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの左側面図におけるＡ−Ａ矢視断面（正面断面図）を表す。
図７は、本発明に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの左側面図におけるＢ−Ｂ矢視断面（底面断面図）を表す。
図８は、本発明に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの正面図を表す。ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの背面図は、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの正面図と対象に表れる。
図９は、本発明に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの右側面図を表す。
図１０は、冷却ファンＦＡＮによって空気通路Ｐ１２内に空気を取り入れ排出することによって、ＬＥＤ１０及び／又は冷却フィンＦを冷却する概念図（本発明とは別の発明における空気の流れを表す概念図）である。
以下、本考案に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システム１００について、図面を参照しながら説明する。
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上記のＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムにおいて、熱源であるＬＥＤ１０、伝熱プレートＰ、冷却フィンＦ、冷却ファンＦＡＮ、それらを収納するケーシングＣ、及び、ヒートシンクＨＳからなり、ＬＥＤ１０は伝熱プレートＰ上に接合され、伝熱プレートＰは冷却フィンＦ及びヒートシンクＨＳと接合してなるＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システム１００において、冷却ファンＦＡＮはＬＥＤ１０から排気側に位置し、ヒートシンクＨＳはＬＥＤ１０から排気側と反対側に位置し、吸気口Ｏ１とファン排気口Ｏ２は空気通路Ｐ１２を通じて繋がってなり、ＬＥＤ１０及び／又は冷却フィンＦが空気通路Ｐ１２内にあり、冷却ファンＦＡＮによって空気通路Ｐ１２内に空気を取り入れファン排気口Ｏ２から排出することによって、ＬＥＤ１０を冷却することを特徴とするＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムが開示されている。
○第１の考案の効果
第１の考案によれば、熱源であるＬＥＤ１０、伝熱プレートＰ、冷却フィンＦ、冷却ファンＦＡＮ、それらを収納するケーシングＣ、及び、ヒートシンクＨＳからなり、ＬＥＤ１０は伝熱プレートＰ上に接合され、伝熱プレートＰは冷却フィンＦ及びヒートシンクＨＳと接合してなるＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システム１００において、冷却ファンＦＡＮはＬＥＤ１０から排気側に位置し、ヒートシンクＨＳはＬＥＤ１０から排気側と反対側に位置し、吸気口Ｏ１とファン排気口Ｏ２は空気通路Ｐ１２を通じて繋がってなり、ＬＥＤ１０及び／又は冷却フィンＦが空気通路Ｐ１２内にあり、冷却ファンＦＡＮによって空気通路Ｐ１２内に空気を取り入れファン排気口Ｏ２から排出することによって、ＬＥＤ１０を冷却することという特徴的な構成要件により、本考案が解決しようとする第１課題〜第２課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
本発明（図１に記載された発明）は、より具体的には、冷却空気の流れ方向をヒートシンクと同方向ではなく反対方向に変えることによって、冷却空気の流れ方向がヒートシンクと同方向である他の発明（本発明とは別の発明（図１０に記載された発明）、単に「他の発明」ともいう。）と比較したところ、意外にも驚くべきことに５０〜５５％程度、他の発明に比較して本発明の性能（［Ｉｍ／Ｗ］（＝光束［Ｉｍ］／電力［Ｗ］））はアップした（表１を参照）。
この予想外の効果は、他の発明（図１０に記載された発明）では、ＬＥＤからの放熱が、１方向（ＬＥＤからヒートシンク方向）にのみ放熱するのに対して、本発明（図１に記載された発明）は、２方向（ＬＥＤからヒートシンク方向と（ＬＥＤからヒートシンク方向の反対方向）に平均的に放熱するので、本発明の冷却性能が向上したものと考えられる。
【表１】
0003199412.tif 000003
表１の（１）には、本発明（図１に記載の発明）の試験結果を示し、表１の（２）には、他の発明（図１０に記載の発明）の試験結果を示す。
本発明（図１に記載された発明）が、冷却空気の流れ方向をヒートシンクと同方向ではなく反対方向に変えた発明であるのに対して、他の発明（図１０に記載の発明）は、冷却空気の流れ方向がヒートシンクと同方向である発明である点が相違し、それ以外は同じ条件で試験を行った。
両発明の比較すべき性能は、表１の効率［Ｉｍ／Ｗ］（＝光束［Ｉｍ］／電力［Ｗ］）であり、他の発明（図１０に記載の発明）が、
５１．１、４９．０、４７．９、４７．２，４６．９，４６．８，４６．７に対して、本発明（図１に記載された発明）が、
７７．７、７５．５、７３．７、７３．６，７２．９，７２．７，７２．３であり、性能アップ率は、
７７．７／５１．１＝１．５２、
７５．５／４９．０＝１．５４，
７３．７／４７．９＝１．５４，
７３．６／４９．２＝１．５０，
７２．９／４６．９＝１．５５，
７２．７／４６．８＝１．５５，
７２．３／４６．７＝１．５５であり、他の発明（図１０に記載の発明）に対して、本発明（図１に記載された発明）の性能は５０％〜５５％アップした。
２２２２２＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
上記のＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムにおいて、ケーシングＣ排気側と先端部ｔｏｐが結合してなり、先端部ｔｏｐに冷却ファンを内蔵して、冷却ファンＦＡＮ排気を直接外気に排出することを特徴とする請求項１に記載されたＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムが開示されている。
○第２の考案の効果
第２の考案によれば、ケーシングＣ排気側と先端部ｔｏｐが結合してなり、先端部ｔｏｐに冷却ファンを内蔵して、冷却ファンＦＡＮ排気を直接外気に排出することという特徴的な構成要件により、本考案が解決しようとする第１課題〜第２課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
３３３３３＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
上記のＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムにおいて、斜め上方横方向から空気を取り入れるように吸気口Ｏ１がケーシングＣに設置されてなり、ファン排気口Ｏ１からに空気が排出されることを特徴とする請求項１〜２の何れかにに記載されたＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムが開示されている。
○第３の考案の効果
第３の考案によれば、斜め上方横方向から空気を取り入れるように吸気口Ｏ１がケーシングＣに設置されてなり、ファン排気口Ｏ１からに空気が排出されることという特徴的な構成要件により、本考案が解決しようとする第１課題〜第２課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
４４４４４＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
上記のＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムにおいて、ケーシングＣ排気側とヒートシンクＨＴがソケットｓｋｔを介して結合してなることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載されたＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムが開示されている。
○第４の考案の効果
第４の考案によれば、ケーシングＣ排気側とヒートシンクＨＴがソケットｓｋｔを介して結合してなることという特徴的な構成要件により、本考案が解決しようとする第１課題〜第２課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、冷却ファンＦＡＮによって空気通路Ｐ１２内に空気を取り入れ排出することによって、ＬＥＤ１０及び／又は冷却フィンＦを冷却する空気の流れを表す概念図（本発明の空気の流れを表す概念図）である。
【図２】図２は、本発明に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムを表す斜視図（写真）である。
【図３】図３は、本発明に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの部品組立図を示す。
【図４】図４は、本発明に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの斜視図を表す。
【図５】図５は、本発明に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの左側面図を表す。
【図６】図６は、本発明に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの左側面図におけるＡ−Ａ矢視断面（正面断面図）を表す。
【図７】図７は、本発明に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの左側面図におけるＢ−Ｂ矢視断面（底面断面図）を表す。
【図８】図８は、本発明に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの正面図を表す。ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの背面図は、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの正面図と対象に表れる。
【図９】図９は、本発明に係る、ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システムの右側面図を表す。
【図１０】図１０は、冷却ファンＦＡＮによって空気通路Ｐ１２内に空気を取り入れ排出することによって、ＬＥＤ１０及び／又は冷却フィンＦを冷却する概念図（本発明とは別の発明における空気の流れを表す概念図）である。
【符号の説明】
【００１０】
１００……ＬＥＤヘッドライト内蔵冷却システム
１０、ＬＥＤ……ＬＥＤ
Ｐ……伝熱プレート
Ｆ……冷却フィン
ＦＡＮ……冷却ファン
Ｃ……ケーシング
Ｏ１……吸気口
Ｏ２……排気側
Ｐ１２……空気通路
Ａｉｒ１……吸気
Ａｉｒ２……吸気
ＨＳ……排気
ｓｋｔ……ソケット
ｏｒ……Ｏリング
ｐｇ……パッキング
ｓｅａｌ……シール部材
【図４】
0003199412.tif 000004
【図５】
0003199412.tif 000005
【図６】
0003199412.tif 000006
【図７】
0003199412.tif 000007
【図８】
0003199412.tif 000008
【図９】
0003199412.tif 000009
【図１】
0003199412.tif 000010
【図２】
0003199412.tif 000011
【図３】
0003199412.tif 000012
【図１０】
0003199412.tif 000013