(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の電源モジュール（１）を、内部に平行に複数列に並べて収納しているホルダーケース（２）を備え、このホルダーケース（２）に空気を通過させてホルダーケース（２）の内部に収納している電源モジュール（１）を冷却するように構成してなる電源装置において、ホルダーケース（２）の一端を開口して空気の流入口（３５）とし、他端を開口して空気の排出口（３６）として、流入口（３５）と排出口（３６）の間に空気ダクト（３７）を形成すると共に、この空気ダクト（３７）の途中に、外気を空気ダクト（３７）に流入させる中間空気供給口（３８）を開口しており、流入口（３５）と中間空気供給口（３８）の両方から空気ダクト（３７）に外気を吸入させて、ホルダーケース（２）の内部に複数列に収納している電源モジュール（１）を冷却するように構成し、ホルダーケース（２）が、両面に配設される蓋ケース（２Ａ）と、この蓋ケース（２Ａ）の中間に配設される中間ケース（２Ｂ）とを備え、蓋ケース（２Ａ）に中間空気供給口（３８）を開口していることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
蓋ケース（２Ａ）の内側と、中間ケース（２Ｂ）の両面に、電源モジュール（１）を両面から挟着して保持するホルダーリブ（１５）を一体成形して設けており、このホルダーリブ（１５）で空気ダクト（３７）を複数に区画して、各空気ダクト（３７）に空気を通過させて、電源モジュール（１）を冷却する請求項１に記載される電源装置。
【請求項３】
ホルダーケース（２）が、蓋ケース（２Ａ）の内面に、複数列に並べて収納している電源モジュール（１）の境界にできる空隙に向かって突出してなる風向制御凸条（３９）を設けており、この風向制御凸条（３９）と電源モジュール（１）との間を、冷却空気の流動隙間としている請求項１に記載される電源装置。
【請求項４】
ホルダーケース（２）に設けている風向制御凸条（３９）の先端縁に沿って、中間空気供給口（３８）を開口している請求項３に記載される電源装置。
【請求項５】
ホルダーケース（２）に設けている風向制御凸条（３９）の先端縁であって、風下側に中間空気供給口（３８）を開口している請求項４に記載される電源装置。
【請求項６】
流入口（３５）と排出口（３６）の間に設けられる複数列の風向制御凸条（３９）の先端縁に、中間空気供給口（３８）を開口している請求項４に記載される電源装置。
【請求項７】
ホルダーケース（２）の内部に、電源モジュール（１）を定位置に保持するホルダーリブ（１５）を設けており、このホルダーリブ（１５）がホルダーケース（２）の内部に形成される空気ダクト（３７）を複数列に区画している請求項１に記載される電源装置。
【請求項８】
複数本の電源モジュール（１）を、内部に平行に複数列に並べて収納しているホルダーケース（２）を備え、このホルダーケース（２）に空気を通過させてホルダーケース（２）の内部に収納している電源モジュール（１）を冷却するように構成してなる電源装置において、ホルダーケース（２）の一端を開口して空気の流入口（３５）とし、他端を開口して空気の排出口（３６）として、流入口（３５）と排出口（３６）の間に空気ダクト（３７）を形成すると共に、この空気ダクト（３７）の途中に、外気を空気ダクト（３７）に流入させる中間空気供給口（３８）を開口しており、流入口（３５）と中間空気供給口（３８）の両方から空気ダクト（３７）に外気を吸入させて、ホルダーケース（２）の内部に複数列に収納している電源モジュール（１）を冷却するように構成し、ホルダーケース（２）を電源ボックス（４２）に収納しており、電源ボックス（４２）とホルダーケース（２）との間に、冷却空気を通過させるケース外ダクト（４３）を設けており、ホルダーケース（２）の中間空気供給口（３８）をケース外ダクト（４３）に連通してなる電源装置。
【請求項９】
複数のホルダーケース（２）を多段に積層すると共に、隣接するホルダーケース（２）の間に冷却空気を通過させる中間ダクト（４５）を設けており、ホルダーケース（２）の中間空気供給口（３８）を中間ダクト（４５）に連通してなる請求項１に記載される電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、ハイブリッド自動車や電気自動車等の自動車を駆動するモーターの電源用に使用される大電流用の電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車走行用のモーターを駆動する電源に使用される大電流用の電源装置は、複数の電池を直列に連結した電源モジュールをさらに直列に接続して出力電圧を高くしている。駆動モーターの出力を大きくするためである。この種の用途に使用される電源装置は、極めて大きな電流が流れる。たとえば、ハイブリッド自動車等では、スタートするときや加速するときに、電池の出力で自動車を加速するので、極めて大きな電流が流れる。さらに、短時間で急速充電するときにも大きな電流が流れる。
【０００３】
大電流を流して使用される電源装置は、電池の温度が上昇したときに、強制的に冷却する必要がある。複数本の電源モジュールを、複数列に横に並べてホルダーケースに入れている電源装置は、各々の電源モジュールを均等に冷却することが大切である。冷却される電池の温度にむらができると、温度が高くなる電池の性能が低下しやすいからである。
【０００４】
ホルダーケースに複数の電源モジュールを収納して、各々の電源モジュールをより均等に冷却する構造は、たとえば、特開平１０−２７００９５号公報に記載される。この公報に記載されるホルダーケース２は、図１の断面図に示すように、ホルダーケース２の下部を空気の流入口３５として上部を排出口３６とし、下部の流入口３５から上部の排出口３６に空気を流動させて、内部に収納している電源モジュール１を冷却する。ホルダーケース２の内部には、電源モジュール１の表面に流す空気の流速を調整するための冷却調整フィンを配設している。
【０００５】
この構造のホルダーケース２は、上部に配設される電源モジュール１の表面を流れる空気の流速を、下部の電源モジュール１の表面を流れる空気の流速よりも速くしている。上部と下部の電源モジュール１の表面を流れる空気の流速を同じにすると、下部の電源モジュール１の表面を通過する空気温度が低いために、下部の電源モジュール１が上部よりも効果的に冷却されて、上部と下部で電源モジュール１に温度差ができるからである。
【０００６】
冷却調整フィンは、上部の電源モジュール表面の空気の流速を下部よりも速くするために、冷却調整フィンと電源モジュールとの間の空気の流動隙間を、上方に向かって次第に狭くしている。流動隙間が狭くなると、空気の流速は速くなるからである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この構造の電源装置は、下部の電源モジュールを冷たい空気で冷却し、上部の電源モジュールを速い流速で冷却して、上下の電源モジュールをより均一な環境で冷却する。しかしながら、この構造では、上下の電源モジュールを均一な条件で冷却するのが極めて難しい。それは、下部の電源モジュールを冷却する空気温度が低く、上部の電源モジュールを冷却する空気温度が高くなるからである。高温の空気で冷却される上部の電源モジュールは、表面を流れる空気の流速を速くしても、下部の電源モジュールと同じように効率よく冷却するのが難しい。このため、空気の流入口の近傍に配設される電源モジュールは効率よく冷却されるが、空気の排出口の近傍に配設される電源モジュールを効率よく冷却するのが難しく、ホルダーケースに収納している電源モジュールに温度差ができる欠点がある。排出口の近傍にあって、効率よく冷却するのが極めて難しい電源モジュールは、高温になって劣化しやすい弊害がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の電源装置の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、ホルダーケースに収納している電源モジュールの全体をより均一に冷却して、温度差に起因する電池性能の低下を有効に防止できる電源装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の電源装置は、複数本の電源モジュール１を、内部に平行に複数列に並べて収納しているホルダーケース２を備え、このホルダーケース２の内部に空気を通過させて、内部に収納している電源モジュール１を冷却する。
【００１０】
さらに、本発明の請求項１の電源装置は、ホルダーケース２の一端を開口して空気の流入口３５とし、他端を開口して空気の排出口３６として、流入口３５と排出口３６の間に空気ダクト３７を形成すると共に、この空気ダクト３７の途中に、外気を空気ダクト３７に流入させる中間空気供給口３８を開口している。電源装置は、流入口３５と中間空気供給口３８の両方から空気ダクト３７に外気を吸入させて、ホルダーケース２の内部に複数列に収納している電源モジュール１を冷却するように構成している。
【００１１】
そして、ホルダーケース２が、両面に配設される蓋ケース２Ａと、この蓋ケース２Ａの中間に配設される中間ケース２Ｂとを備え、蓋ケース２Ａに中間空気供給口３８を開口している。
【００１２】
本発明の請求項２の電源装置は、蓋ケース２Ａの内側と、中間ケース２Ｂの両面に、電源モジュール１を両面から挟着して保持するホルダーリブ１５を一体成形して設けている。この電源装置は、ホルダーリブ１５で空気ダクト３７を複数に区画して、各空気ダクト３７に空気を通過させて、電源モジュール１を冷却している。
【００１３】
本発明の請求項３の電源装置は、ホルダーケース２が、蓋ケース２Ａの内面に、複数列に並べて収納している電源モジュール１の境界にできる空隙に向かって突出してなる風向制御凸条３９を備える。この電源装置は、風向制御凸条３９と電源モジュール１との間を、冷却空気の流動隙間としている。
【００１４】
本発明の請求項４の電源装置は、ホルダーケース２に設けている風向制御凸条３９の先端縁に沿って、中間空気供給口３８を開口している。
【００１５】
本発明の請求項５の電源装置は、ホルダーケース２に設けている風向制御凸条３９の先端縁であって、風下側に中間空気供給口３８を開口している。
【００１６】
本発明の請求項６の電源装置は、流入口３５と排出口３６の間に設けられる複数列の風向制御凸条３９の先端縁に、中間空気供給口３８を開口している。
【００１７】
本発明の請求項７の電源装置は、ホルダーケース２の内部に、電源モジュール１を定位置に保持するホルダーリブ１５を設けている。
【００１８】
この電源装置は、ホルダーリブ１５でホルダーケース２の内部に形成される空気ダクト３７を複数列に区画している。
【００１９】
本発明の請求項８の電源装置は、ホルダーケース２を電源ボックス４２に収納しており、電源ボックス４２とホルダーケース２との間に、冷却空気を通過させるケース外ダクト４３を設けている。さらに、電源装置は、ホルダーケース２の中間空気供給口３８をケース外ダクト４３に連通している。
【００２０】
本発明の請求項９の電源装置は、複数のホルダーケース２を多段に積層すると共に、隣接するホルダーケース２の間に冷却空気を通過させる中間ダクト４５を設けている。さらに、電源装置は、ホルダーケース２の中間空気供給口３８を中間ダクト４５に連通している。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。
【００２２】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２３】
電源装置は、図２に示すように、複数の電源モジュール１を平行に保持するホルダーケース２と、このホルダーケース２の端部に位置して、ホルダーケース２に収納された電源モジュール１の端部に設けられた電極端子５にネジ止めして固定されるバスバー４と、このバスバー４を定位置に配設してホルダーケース２の端部に固定されるエンドプレート３とを備える。ただし、この図は、ホルダーケース２の上面を正確に表現してしない。ホルダーケース２は、図３に示すように、表面を凹凸形状に成形している。
【００２４】
電源モジュール１は、複数の二次電池、あるいは静電容量の大きなスーパーキャバシタを直線状に接続したもので、図の電源モジュール１は、６本の二次電池６を、直線状に直列に連結している。スーパーキャバシタを使用する電源モジュールは、複数のスーパーキャバシタを並列に接続している。ただし、電源モジュールは１本の二次電池やスーパーキャバシタで構成することもできる。図２に示す電源モジュール１は、円筒型の二次電池６を皿状接続体７で直線状に連結している。電源モジュール１の両端には、正極端子と負極端子からなる電極端子５を連結している。
【００２５】
図２に示す電源装置の回路図を図４に示す。この図に示す電源装置は８列×２段の電源モジュール１を内蔵しており、各電源モジュール１は直列に接続している。各電源モジュール１を接続するバスバー４は、ヒューズ８を介して電源モジュール１の電圧を検出するためのリード線９を接続している。
【００２６】
皿状接続体７が電池６を直線状に連結する構造を、図５と図６に示している。この構造の電源モジュール１は、皿状接続体７の円盤部７Ａを、円筒型電池６の正極に溶接して接続している。皿状接続体７の円盤部７Ａは、円筒型電池６の正極に溶接するプロジェクション７ａを設けている。皿状接続体７のプロジェクション７ａが正極に溶接されるとき、プロジェクション７ａの上面に溶接用電極棒が押圧される。皿状接続体７と円筒型電池６とのショートを阻止するために、皿状接続体７と円筒型電池６との間に、リング状に絶縁体１０が挟着される。
【００２７】
さらに、皿状接続体７は、フランジ部７Ｂの内側に円筒型電池６を挿入して、フランジ部７Ｂを円筒型電池６の負極である外装缶６Ａに溶接する。フランジ部７Ｂも、円盤部７Ａと同じように、内面に設けたプロジェクション７ａを外装缶６Ａに溶接する。このとき、フランジ部７Ｂには、プロジェクション７ａの外側に溶接用電極棒が押圧される。
【００２８】
直列に連結される電池６は、皿状接続体７を使用することなく、図７の断面図に示すように、Ｕ曲したリード板１１の対向面を互いに溶接して連結することもできる。この図の電源モジュール１は、電池６を放電させる方向に、大電流をパルス通電して、Ｕ曲したリード板１１の対向面を溶着する。リード板１１は、たとえば、１ＫＡの電流を約１５ミリ秒間流す大電流パルス通電で溶着できる。
【００２９】
さらに、電池６は、図８の断面図に示すように、電池６の＋−の電極の間に金属板１２を挟着する状態で、電池６を放電させる方向に大電流パルス通電処理をして、金属板１２を電池６の電極に溶着することもできる。
【００３０】
さらにまた、図９に示すように、電池６の間に金属板を挟着することなく、電池６の＋−の電極を直接に溶着することもできる。この電池６は、正極端子である封口板の上部表面に円錐状の突起を設け、この突起を隣接する電池６の負極端子に大電流パルス通電して溶接している。
【００３１】
図７ないし図９に示すように、皿状接続体７を使用しないで、直接に電池６の＋−の電極を溶接して連結し、あるいは、＋−の電極を金属板の両面に直接に溶接して連結している電源モジュール１は、電池間の電気抵抗を極めて小さくできる。また、電池６の連結強度を強くできる特長もある。
【００３２】
互いに直列に連結された電源モジュール１は、図１０と図１１に示すように、電池６の正極側には正極端子５Ａを接続し、負極側には負極端子５Ｂを接続する。正極端子５Ａの中央凸部と、負極端子５Ｂは、図１２と図１３の斜視図で示すように、四角柱状に成形している。正極端子５Ａの中央凸部と、負極端子５Ｂとを四角柱状とするのは、エンドプレート３に設けた開口窓２０に嵌入して、複数の電源モジュール１を位置決めして接続するためである。正極端子５Ａと負極端子５Ｂである電極端子５は、バスバー４を連結する雌ネジ孔５ａを中心に設けている。
【００３３】
電源モジュール１の二次電池６は、ニッケル−水素電池である。ただ、電源モジュール１の二次電池６は、ニッケル−カドミウム電池やリチウムイオン二次電池等を使用することもできる。
【００３４】
電源モジュール１は、図２に示すように、各電池６の表面に温度センサー１３を固定している。温度センサー１３は、電池温度を検出できる素子である。この温度センサー１３には、好ましくは、電池温度で電気抵抗が変化するにＰＴＣが使用される。各電池６の表面に固定される温度センサー１３は、センサーリード１４を介して直列に、直線状に連結されて、電源モジュール１の表面に縦方向に延長して固定される。温度センサー１３とセンサーリード１４は、表面を被覆する熱収縮チューブ等で電池６の表面に固定される。
【００３５】
ホルダーケース２は、図１４分解斜視図に示すように、上下の蓋ケース２Ａと、上下の蓋ケース２Ａの間に配設される中間ケース２Ｂとを備える。蓋ケース２Ａと中間ケース２Ｂは、全体をプラスチックで成形している。
【００３６】
図３と図１５に示すホルダーケース２が、電源モジュール１を収納する状態を図１６ないし図１８に示している。このホルダーケース２は、図１６と図１７の矢印Ａで示す方向に空気を通過させて、電源モジュール１を強制冷却する。空気を矢印Ａの方向に通風させるために、図１６のホルダーケース２は、左端に空気の流入口３５を、反対側の右端に空気の排出口３６を開口して、流入口３５と排出口３６の間を空気ダクト３７としている。空気ダクト３７は、ここに配設する電源モジュール１を通過する空気で強制的に冷却する。
【００３７】
ホルダーケース２は、図１７の断面図に示すように、両面に配設される蓋ケース２Ａの間を空気ダクト３７として、ここに電源モジュール１を配設している。空気ダクト３７に複数列に並べて配設される複数本の電源モジュール１が均一に冷却されるように、蓋ケース２Ａを貫通して、空気ダクト３７の中間に連通する中間空気供給口３８を開口している。中間空気供給口３８は、空気ダクト３７の中間に好ましくは複数に開口される。空気ダクト３７に配設している電源モジュール１を、より均一に冷却するためである。図１５と図１７に示す蓋ケース２Ａは、中間の３カ所に中間空気供給口３８を開口している。この蓋ケース２Ａは、流入口３５に近い中間空気供給口３８を排出口３６に近い中間空気供給口３８に比較して大きく開口している。この形状のホルダーケース２は、空気ダクト３７に配設される電源モジュール１をより均一に冷却できる。
【００３８】
図１７と図１８に示すように、蓋ケース２Ａは、複数の電源モジュール１の境界にできる空隙に向かって突出する風向制御凸条３９を設けている。風向制御凸条３９は、電源モジュール１の谷間に挿入されるように、山形に突出する形状として、蓋ケース２Ａの内面に一体成形して設けられる。風向制御凸条３９と電源モジュール１との間が、冷却空気の流動隙間となる。この構造の蓋ケース２Ａは、電源モジュール１の表面に沿って効率よく空気を通過させて、電源モジュール１を効率よく冷却する。
【００３９】
図の蓋ケース２Ａは、図１８の拡大断面図に示すように、風向制御凸条３９の先端縁に沿ってスリット状に中間空気供給口３８を開口している。さらに、この蓋ケース２Ａは、風向制御凸条３９の風下側に開口するように、中間空気供給口３８を開口している。この構造の蓋ケース２Ａは、中間空気供給口３８から流入される冷たい外気を、電源モジュール１の表面に沿って流動させて、電源モジュール１を効率よく冷却できる。さらに、風向制御凸条３９によって、流動する風向が変更された冷却空気は、図１８の矢印で示すように、内部に分岐して流入されて、電源モジュール１の全表面を均一に冷却する。
【００４０】
中間ケース２Ｂは、電源モジュール１の表面により均一に冷却空気を流動させると共に、電源モジュール１を保持するホルダーリブ１５を連結するために、電源モジュール１の間に沿って延長される風向制御ロッド４０を設けている。図の風向制御ロッド４０は、横断面形状を十字状として、電源モジュール１の境界に凸条を突出させる形状としている。風向制御ロッド４０と電源モジュール１の間に、冷却空気を通過させる流動隙間が形成される。
【００４１】
この構造のホルダーケース２は、冷却ファンで排出口３６から空気を吸引すると、内部の空気ダクト３７を冷却空気が通過する。さらに、空気ダクト３７の中間に連結している中間空気供給口３８からは、冷却空気が吸入され、中間空気供給口３８から流入される冷たい外気は、流入口３５から吸入された空気に混合されて、空気ダクト３７の内部を通過して、電源モジュール１を冷却する。
【００４２】
この構造のホルダーケース２は、排出口３６に冷却ファンの吸入側を連結している。ただ、本発明の電源装置は、必ずしも排出口に冷却ファンを連結する必要はない。たとえば、自動車が走行することによって発生する風の流れを、ホルダーケースに流入させて、電源モジュールを冷却することができるからである。さらに、図１９に示す電源装置は、空気の流入口３５に冷却ファン４１を連結している。この装置は、ホルダーケース２を電源ボックス４２に収納しており、電源ボックス４２とホルダーケース２との間に、冷却空気を通過させるケース外ダクト４３を設けている。図２０の拡大断面図に示すように、ホルダーケース２の中間空気供給口３８がケース外ダクト４３に連通されて、ケース外ダクト４３の冷却空気が空気ダクト３７に流入される。
【００４３】
電源ボックス４２は、図１９と図２１の断面図に示すように、電源ボックス４２との間にケース外ダクト４３ができる大きさの箱形に、プラスチックで成形して製作される。電源ボックス４２は、冷却ファンを連結する部分と、ホルダーケース２の排出口３６から排出される空気を排気する部分を開口して、その他の部分を閉塞している。図１９のホルダーケース２は、電源ボックス４２に連結するための脚部４４を突出して設けている。この脚部４４が電源ボックス４２の内面にネジ止等の構造で連結されて、ホルダーケース２と電源ボックス４２との間に、ケース外ダクト４３が形成される。この構造の電源装置は、電源ボックス４２の表面を自動車等に密着して固定して、電源モジュール１を効果的に冷却できる。電源ボックス４２とホルダーケース２との間にケース外ダクト４３を設けて、ここに空気を通過させるからである。
【００４４】
さらに、図２２に示す電源装置は、複数のホルダーケース２を多段に積層して、隣接するホルダーケース２の間に、冷却空気を通過させる中間ダクト４５を設けている。この図の電源装置は、２段のホルダーケース２を、中間ダクト４５ができるように連結して、電源ボックス４２に収納して固定している。この構造の電源装置は、図２３の拡大断面図に示すように、ホルダーケース２の中間空気供給口３８が中間ダクト４５に連通されて、中間ダクト４５を通過する冷却空気が空気ダクト３７に流入される。
【００４５】
さらに、ケース外ダクト４３を通過する空気が、中間空気供給口３８を通過して空気ダクト３７から流入されるように、ホルダーケース２を電源ボックス４２に入れて固定している。電源ボックス４２は、図２２と図２４の断面図に示すように、電源ボックス４２との間にケース外ダクト４３ができる大きさの箱形に、プラスチックで成形して製作される。電源ボックス４２は、冷却ファン４１を連結する部分と、ホルダーケース２の排出口３６から排出される空気を排気する部分を開口して、その他の部分を閉塞している。ホルダーケース２は、隣接するホルダーケース２に連結し、また、電源ボックス４２に連結するための脚部４４を突出して設けている。この脚部４４がネジ止等の構造で連結されて、ホルダーケース２の間と、ホルダーケース２と電源ボックス４２との間に、中間ダクト４５とケース外ダクト４３を形成している。この構造の電源装置も、電源ボックス４２の表面を自動車等に密着して固定して、電源モジュール１を効果的に冷却できる。また、ホルダーケース２を多段に積層するので、狭い面積に多数の電源モジュール１を内蔵できる。
【００４６】
蓋ケース２Ａと中間ケース２Ｂは、電源モジュール１を挟着して定位置に保持するために、ホルダーリブ１５を一体成形している。図に示す蓋ケース２Ａと中間ケース２Ｂは、両端縁と中間に、複数列のホルダーリブ１５を平行に設けている。ホルダーリブ１５は、蓋ケース２Ａの内面と、中間ケース２Ｂの両面に設けられる。ホルダーリブ１５は、電源モジュール１を定位置に保持すると共に、空気ダクト３７を複数に区画して、各空気ダクト３７に空気を通過させて、電源モジュール１を冷却する。
【００４７】
ホルダーリブ１５は、円筒状の電源モジュール１を定位置に保持するために、電源モジュール１の外形に沿って湾曲している半円状の保持凹部１５Ａを設けている。円筒状の電源モジュール１は、保持凹部１５Ａに嵌着されて、定位置に挟着状態で保持される。ホルダーリブ１５は、保持凹部１５Ａに沿ってゴム状弾性体の緩衝パッキン１６を連結して、電池６の耐衝撃性を向上できる。図１４のホルダーケース２は、２列のホルダーリブ１５に緩衝パッキン１６を連結している。緩衝パッキン１６は、図２５に示すように、ホルダーリブ１５に沿う形状に成形している。図１４に示す緩衝パッキン１６は、図２５に示す緩衝パッキン１６の凹部を対向させて連結した状態を示している。緩衝パッキン１６は、互いに対向する凹部の間に電源モジュール１を介在させて、これに密着する状態で挟着して保持する。ホルダーリブ１５に緩衝パッキン１６を連結しているホルダーケース２は、緩衝パッキン１６に振動を吸収させて、電源モジュール１を振動から防止できる。
【００４８】
ホルダーリブ１５は、電源モジュール１の表面に凸条の状態で突出している温度センサー１３とセンサーリード１４を案内するためのガイド溝１７を、保持凹部１５Ａの底部に設けている。温度センサー１３とセンサーリード１４を保持凹部１５Ａに入れて、ホルダーリブ１５は保持凹部１５Ａで電源モジュール１を挟着して定位置に保持する。
【００４９】
以上の構造のホルダーケース２は、以下の状態で組み立てて、電源モジュール１を平行に保持する。
▲１▼  下側の蓋ケース２Ａを水平に置いて、ホルダーリブ１５の保持凹部１５Ａに電源モジュール１を入れて平行に並べる。図の蓋ケース２Ａは、ホルダーリブ１５に８列に電源モジュール１を並べる。電源モジュール１は、両端面を同一平面とするように、ホルダーリブ１５に並べる。このとき、電源モジュール１の表面に突出している温度センサー１３とセンサーリード１４を、ホルダーリブ１５のガイド溝１７に案内する。
▲２▼  下側の蓋ケース２Ａに中間ケース２Ｂを載せる。中間ケース２Ｂは、下面に突出しているホルダーリブ１５の保持凹部１５Ａに、電源モジュール１を入れて、決められた位置に積層される。
▲３▼  中間ケース２Ｂの上面に突出しているホルダーリブ１５の保持凹部１５Ａに電源モジュール１を入れて平行に並べる。このときも、電源モジュール１の両端が同一平面となるように、電源モジュール１を並べる。
▲４▼  上側の蓋ケース２Ａを、電源モジュール１の上に載せて、蓋ケース２Ａを定位置に積層する。この状態で、蓋ケース２Ａの下面に突出しているホルダーリブ１５は、保持凹部１５Ａに電源モジュール１が案内される。
▲５▼  上下の蓋ケース２Ａを連結ネジ（図示せず）で連結して、上下の蓋ケース２Ａと中間ケース２Ｂとを連結して固定する。連結ネジは上下の蓋ケース２Ａと中間ケース２Ｂを貫通して、これ等を連結する。連結ネジは、上下の蓋ケース２Ａの四隅部とその中間を連結する。
【００５０】
以上の状態で、定位置に電源モジュール１を保持しているホルダーケース２に、エンドプレート３が固定される。エンドプレート３は、ホルダーケース２の電源モジュール１を直列に接続するバスバー４を内蔵している。バスバー４を定位置に保持するエンドプレート３は、図２６と図２７の分解斜視図に示すように、互いに積層状態で連結される本体部３Ａとカバー部３Ｂを備える。本体部３Ａとカバー部３Ｂは、プラスチックで別々に一体成形して製造される。本体部３Ａは、電源モジュール１と対向する側に配設され、カバー部３Ｂは本体部３Ａの背面に配設される。
【００５１】
本体部３Ａは、電源モジュール１を直列に連結するバスバー４を背面に配設している。ここに配設されるバスバー４は、本体部３Ａとカバー部３Ｂとの間に挟着されて、エンドプレート３の定位置に保持される。
【００５２】
図の本体部３Ａは、バスバー４を定位置に保持するためのバスバー嵌着凹部１８を背面に成形している。バスバー嵌着凹部１８は、金属板であるバスバー４を定位置に嵌着できるように、長方形のバスバー４の外形にほぼ等しく、正確にはこれよりも多少大きな長方形である。図２６と図２７の斜視図、および図２８に示す本体部３Ａは、バスバー嵌着凹部１８を、横方向に延長して設けている。本明細書において、バスバー４の縦横は、バスバー４の長手方向を横方向とし、この方向と直交する方向を縦方向とする。図２９に示す本体部３Ａは、バスバー嵌着凹部１８を縦方向に延長して設けている。さらに、図３０に示す本体部３Ａは、縦横にバスバー嵌着凹部１８を設けている。バスバー嵌着凹部１８は、ここにバスバー４を嵌着して、バスバー４で電源モジュール１を直列に連結する。
【００５３】
バスバー嵌着凹部１８の開口部には、図３１に示すように、バスバー４が出るのを阻止するストッパ爪１９をプラスチック製の本体部３Ａに一体成形して設けている。ストッパ爪１９は、図３２の拡大図と、図３３の断面図に示すように、バスバー嵌着凹部１８の開口部から内側に突出して設けられる。図に示すストッパ爪１９は、長方形に開口しているバスバー嵌着凹部１８の開口部の、長辺のほぼ中央に、内側に突出するように対向して設けている。バスバー嵌着凹部１８の両端部分には、ここに入れたバスバー４の両端部を、電源モジュール１の電極端子５に連結するための開口窓２０を設けている。図に示すバスバー嵌着凹部１８は、両端に設けた開口窓２０の中間にストッパ爪１９を設けている。
【００５４】
ストッパ爪１９は、バスバー嵌着凹部１８の両端に設けた開口窓２０の部分に設けることもできる。この構造の本体部３Ａは、簡単な構造の金型で、ストッパ爪１９を成形できる特長がある。それは、図３４の断面図に示すように、バスバー嵌着凹部１８の両端に開口する開口窓２０を成形する金型４６で、開口窓２０の内側に突出しているストッパ爪１９の突出内面を成形できるからである。この図に示すように、ストッパ爪１９の突出内面を成形する金型４６は、矢印Ａで示す方向に移動させて、成形された本体部３Ａを金型４６から脱型できる。
【００５５】
ストッパ爪１９は、開口窓２０の内側に突出する高さを大きくすると、バスバー４をバスバー嵌着凹部１８に確実に保持できるが、バスバー４をバスバー嵌着凹部１８に入れるのは難しくなる。反対に、ストッパ爪１９を低くすると、バスバー４をバスバー嵌着凹部１８に入れやすくなるが、バスバー４がバスバー嵌着凹部１８から出やすくなる。ストッパ爪１９の突出量は、バスバー４をスムーズにバスバー嵌着凹部１８に入れることができて、かつ、バスバー嵌着凹部１８に入れたバスバー４が出るのを効果的に阻止できるように設計される。
【００５６】
この構造のエンドプレート３は、図３５の矢印で示すように、バスバー４をバスバー嵌着凹部１８を入れて定位置に保持する。バスバー４がバスバー嵌着凹部１８に入れられるとき、ストッパ爪１９は多少弾性変形して、バスバー４を通過させる。バスバー嵌着凹部１８に嵌着されたバスバー４は、たとえば、開口窓２０を上面とする姿勢に本体部３Ａを裏返しても、バスバー嵌着凹部１８から出ることはない。バスバー４をバスバー嵌着凹部１８から強制的に取り出すときは、ストッパ爪１９が多少弾性変形して、バスバー４を通過させる。
【００５７】
図２に示すホルダーケース２は、上下２段で、各段に８列の電源モジュール１を収納している。この電源モジュール１は、一方のエンドプレート３に横方向に内蔵されるバスバー４で一端を直列に連結して、他方のエンドプレート３に縦方向に内蔵されるバスバー４で直列に連結して、図３６の概略図に示すように、全ての電源モジュール１を直列に連結する。したがって、ホルダーケース２の一方の端部に固定されるエンドプレート３は、図２６、図２７及び図２８に示すように、バスバー４を横方向に内蔵しており、ホルダーケース２の他方の端部に固定されるエンドプレート３は、図２９に示すように、バスバー４を縦方向に内蔵している。図３０に示すように、縦横にバスバー嵌着凹部１８を設けている本体部３Ａは、ホルダーケース２の両端に固定できる。
【００５８】
本体部３Ａは、バスバー嵌着凹部１８の両端部に、バスバー４を電源モジュール１の電極端子５に連結する開口窓２０を開口している。開口窓２０は、電池６の電極に固定している電極端子５を回転しない状態で嵌入できる形状に開口される。図に示す電源モジュール１は、方形状の電極端子５を両端に固定している。この電極端子５を嵌入するために、開口窓２０は電極端子５の外形にほぼ等しく、正確には電極端子５よりも多少大きな内形に開口されている。この構造の本体部３Ａは、電源モジュール１の電極端子５を開口窓２０に嵌入して、電源モジュール１を回転しないように保持して、バスバー４を連結できる。
【００５９】
さらに、図に示す本体部３Ａは、リード線を定位置に保持するリード線溝２１を設けている。リード線溝２１は、バスバー嵌着凹部１８と平行に設けられる。リード線溝２１の開口部にも、リード線が出るのを阻止するストッパ爪２２を設けている。ストッパ爪２２は、リード線溝２１の開口部の対向する位置に配設される。対向するストッパ爪２２の間隔は、リード線の太さにほぼ等しい。このストッパ爪２２は、リード線をリード線溝２１に入れやすく、リード線をリード線溝２１から出難くできる。
【００６０】
リード線は、各電源モジュール１の電圧を検出するために、ヒューズ８を介してバスバー４に接続される。本体部３Ａは、ヒューズ８を定位置に配設するために、ヒューズ凹部２３を設けている。ヒューズ凹部２３はリード線溝２１に連結して設けられる。ヒューズ凹部２３とバスバー嵌着凹部１８との間の壁には、ヒューズ８をバスバー４に連結するリード板を配設する切欠２４を設けている。
【００６１】
さらに、図２６と図２７に示す本体部３Ａは、センサー連結板２５を定位置に保持する連結板嵌着凹部２６を背面に設けている。連結板嵌着凹部２６は、バスバー嵌着凹部１８に隣接して、バスバー嵌着凹部１８よりも外側にあって、バスバー嵌着凹部１８と平行に設けられる。図３１〜図３３に示す本体部３Ａは、連結板嵌着凹部２６の開口部にも、バスバー嵌着凹部１８と同じように、センサー連結板２５が出るのを阻止するストッパ爪４８を一体成形して設けている。
【００６２】
連結板嵌着凹部２６に嵌入されるセンサー連結板２５は、電源モジュール１に固定される温度センサー１３を直列に連結する。電源モジュール１は、図２に示すように、電極端子５に隣接して、センサーリード１４を突出させている。このセンサーリード１４がセンサー連結板２５に連結されて、全ての温度センサー１３は直列に連結される。
【００６３】
センサーリード１４をセンサー連結板２５に連結するために、本体部３Ａは、センサーリード１４を通過させる連結孔２７を貫通して設けている。連結孔２７は、連結板嵌着凹部２６の端部に隣接して、連結板嵌着凹部２６よりも外側に開口されている。電源モジュール１から突出するセンサーリード１４は、本体部３Ａの連結孔２７を通過してセンサー連結板２５に連結されて、全ての温度センサー１３を直列に連結する。互いに直列に接続された温度センサー１３は、リード線を介して、外部に検出信号を出力する。いずれかの温度センサー１３が、電池温度が異常に高くなったことを検出すると、温度センサー１３からの信号を外部に接続している保護回路等で処理して、たとえば、電池６の充放電電流を制限し、あるいは、電流を遮断して電池６を保護する。
【００６４】
本体部３Ａは、カバー部３Ｂを定位置に保持するために、背面に突出して周縁に沿って周壁２８を一体成形して設けている。周壁２８のある本体部３Ａは、カバー部３Ｂを正確に位置ずれしないように積層して固定できる。さらに、周壁２８の内側に、カバー部３Ｂと防水カバー２９の両方を積層して定位置に連結して固定できる。また、周壁２８の内側に、防水カバー２９を連結して固定する構造は、防水カバー２９の外周と周壁２８の内面とを防水構造として、エンドプレート３を確実に防水構造にできる特長もある。
【００６５】
カバー部３Ｂは、本体部３Ａの背面に積層して固定されて、バスバー嵌着凹部１８と連結板嵌着凹部２６とリード線溝２１の開口部を閉塞する。この状態で、本体部３Ａとカバー部３Ｂは、バスバー４とセンサー連結板２５とリード線とを挟着する状態で、定位置に保持する。本体部３Ａにカバー部３Ｂを連結して固定する状態で、バスバー４とセンサー連結板２５とリード線とは、定位置にセットされて外部に出ることはない。カバー部３Ｂは外形を、本体部３Ａに設けた周壁２８の内形にほぼ等しくしている。ここに嵌入して、カバー部３Ｂを本体部３Ａの定位置に積層するためである。
【００６６】
図２６と図２７に示すカバー部３Ｂは、本体部３Ａに設けている開口窓２０と同じ位置に開口窓２０を開口している。このエンドプレート３は、本体部３Ａとカバー部３Ｂの両方の対向する位置に開口窓２０を開口して、エンドプレート３に内蔵されるバスバー４を電源モジュール１の電極端子５に止ネジ３０で連結できる。
【００６７】
さらに、カバー部３Ｂは、電源モジュール１のセンサーリード１４をセンサー連結板２５に連結するための切欠部３１を外周に設けている。切欠部３１は、開口窓２０の外側に配設される。そして、カバー部３Ｂは、外周と開口窓２０の周縁に沿って、凸条を一体成形して設けている。凸条は、カバー部３Ｂを補強すると共に、開口窓２０や切欠部３１からエンドプレート３の内部に水等が侵入するのを有効に防止する。
【００６８】
図２６と図２７のカバー部３Ｂは、リード線を外部にエンドプレート３から引き出すための引出開口３２を両端部に開口している。リード線溝２１にセットされたリード線は、引出開口３２から外部に引き出される。
【００６９】
カバー部３Ｂを本体部３Ａの周壁２８に嵌入して連結できるように、カバー部３Ｂは、ストッパ凸部３３を外周面に一体成形して設けている。図に示すカバー部３Ｂは、全体の形状を方形状としているカバー部３Ｂの各辺に、複数個のストッパ凸部３３を突出するように成形している。このストッパ凸部３３を案内するストッパ凹部３４は、本体部３Ａの周壁２８の内面に設けられる。ストッパ凹部３４は、図３７に示すように、周壁２８に設けた貫通孔とすることもできる。カバー部３Ｂは、図３７に示すように、ストッパ凸部３３をストッパ凹部３４に案内して、本体部３Ａの定位置に連結して固定される。この図のエンドプレート３は、カバー部３Ｂにストッパ凸部３３を設けて、本体部３Ａにストッパ凹部３４を設けているが、カバー部にストッパ凹部を、本体部にストッパ凸部を設けて、カバー部を本体部の定位置に連結することもできる。また、本体部の周壁内面にのみストッパ凸部を設けて、このストッパ凸部よりも内側にカバー部を押し込んで、カバー部を本体部に連結することもできる。
【００７０】
以上の嵌着構造で、カバー部３Ｂと本体部３Ａとを連結しているエンドプレート３は、カバー部３Ｂを本体部３Ａに簡単かつ容易に、しかも迅速に脱着して連結できる特長がある。ただ、カバー部は、スポット溶着、局部的な接着、ネジ止等の構造で本体部に連結することもできる。
【００７１】
カバー部３Ｂの背面に積層される防水カバー２９はプラスチック板で、外周の形状を、本体部３Ａの周壁２８の内側形状にほぼ等しく成形して、リード線の引出切欠２９Ａと、電源コードの取出穴２９Ｂとを開口している。
【００７２】
以上の構造のエンドプレート３は、本体部３Ａに、バスバー４とセンサー連結板２５とヒューズ８とを決められた位置に配設して、背面にカバー部３Ｂを固定する。この状態で、電源モジュール１を定位置に保持しているホルダーケース２にエンドプレート３を固定し、図３７の断面図に示すように、カバー部３Ｂの開口窓２０に入れる止ネジ３０で、エンドプレート３のバスバー４を電源モジュール１の電極端子５に連結する。エンドプレート３をホルダーケース２に連結した状態で、バスバー４を電極端子５に簡単に能率よく連結できる。ただ、エンドプレート３は、バスバー４を電源モジュール１の電極端子５に連結した後、ホルダーケース２に連結して固定することもできる。
【００７３】
以上の構造のエンドプレート３は、本体部３Ａとカバー部３Ｂとを連結して、その間にバスバー４を保持する。ただ、本発明の電源装置は、エンドプレートを必ずしも本体部とカバー部とで構成する必要はない。たとえば、図示しないが、カバー部のない本体部のみでエンドプレートを構成することもできる。この構造のエンドプレートは、構造を簡単にしてより安価に製造できる特長がある。本体部のみのエンドプレートは、バスバーやセンサー連結板が外部に露出しているが、本体部の背面に、プラスチック製の防水カバーを固定して、露出部を絶縁状態で被覆することができる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明の電源装置は、ホルダーケースに収納している電源モジュールの全体をより均一に冷却して、温度差に起因する電池性能の低下を有効に防止できる特長がある。それは、本発明の電源装置が、ホルダーケースの一端を開口して空気の流入口とし、他端を開口して空気の排出口として、流入口と排出口の間に空気ダクトを形成すると共に、この空気ダクトの途中に、外気を空気ダクトに流入させる中間空気供給口を開口しており、流入口と中間空気供給口の両方から空気ダクトに外気を吸入させて、ホルダーケースの内部に複数列に収納している電源モジュールを冷却しているからである。本発明の電源装置は、流入口と中間空気供給口の両方から空気ダクトに外気を吸入するので、電源モジュールの全体を効率よく、しかも、均一に冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電源装置のエンドプレートの斜視図
【図２】本発明の実施例の電源装置の分解斜視図
【図３】図２に示す電源装置のホルダーケースの表面形状を示す拡大斜視図
【図４】本発明の実施例の電源装置の回路図
【図５】図２に示す電源装置に内蔵される電源モジュールの側面図
【図６】図５に示す電源モジュールの電池の連結構造を示す分解断面図
【図７】電源モジュールの電池の連結構造の他の一例を示す断面図
【図８】電源モジュールの電池の連結構造の他の一例を示す断面図
【図９】電源モジュールの電池の連結構造の他の一例を示す断面図
【図１０】図５に示す電源モジュールの正極側の電極端子の連結構造を示す分解断面図
【図１１】図５に示す電源モジュールの負極側の電極端子の連結構造を示す分解断面図
【図１２】図１０に示す正極端子の拡大斜視図
【図１３】図１１に示す負極端子の拡大斜視図
【図１４】図２に示す電源装置のホルダーケースの分解斜視図斜視図
【図１５】図３に示すホルダーケースの分解斜視図
【図１６】図３に示す電源装置の平面図
【図１７】図１６に示す電源装置の横断面図
【図１８】図１７に示す電源装置の拡大断面図
【図１９】本発明の他の実施例の電源装置の横断面図
【図２０】図１９に示す電源装置の拡大断面図
【図２１】図１９に示す電源装置の水平断面図
【図２２】本発明の他の実施例の電源装置の横断面図
【図２３】図２２に示す電源装置の拡大断面図
【図２４】図２２に示す電源装置の水平断面図
【図２５】図１４に示すホルダーケースのホルダーリブに連結される緩衝パッキンの拡大
【図２６】図２に示す電源装置のエンドプレートの分解斜視図
【図２７】図２６に示すエンドプレートを組み立てる状態を示す分解斜視図
【図２８】図２６に示すエンドプレートの本体部の平面図
【図２９】エンドプレートの本体部の他の一例を示す平面図
【図３０】エンドプレートの本体部の他の一例を示す平面図
【図３１】エンドプレートの本体部にバスバーを装着した状態を示す平面図
【図３２】図３１に示す本体部の拡大図
【図３３】図３２に示す本体部のＡ−Ａ線断面図
【図３４】他の実施例の本体部を金型で成形する状態を示す断面図
【図３５】図３３に示す本体部にバスバーを装着する状態を示す断面図
【図３６】複数の電源モジュールをバスバーで直列に連結する状態を示す概略斜視図
【図３７】エンドプレートのバスバーと電源モジュールとの連結構造を示す断面図
【符号の説明】
１…電源モジュール
２…ホルダーケース      ２Ａ…蓋ケース          ２Ｂ…中間ケース
３…エンドプレート      ３Ａ…本体部            ３Ｂ…カバー部
４…バスバー
５…電極端子            ５Ａ…正極端子          ５Ｂ…負極端子
５ａ…雌ネジ孔
６…電池                ６Ａ…外装缶
７…皿状接続体          ７Ａ…円盤部            ７Ｂ…フランジ部
７ａ…プロジェクション
８…ヒューズ
９…リード線
１０…絶縁体
１１…リード板
１２…金属板
１３…温度センサー
１４…センサーリード
１５…ホルダーリブ      １５Ａ…保持凹部
１６…緩衝パッキン
１７…ガイド溝
１８…バスバー嵌着凹部
１９…ストッパ爪
２０…開口窓
２１…リード線溝
２２…ストッパ爪
２３…ヒューズ凹部
２４…切欠
２５…センサー連結板
２６…連結板嵌着凹部
２７…連結孔
２８…周壁
２９…防水カバー        ２９Ａ…引出切欠        ２９Ｂ…取出穴
３０…止ネジ
３１…切欠部
３２…引出開口
３３…ストッパ凸部
３４…ストッパ凹部
３５…流入口
３６…排出口
３７…空気ダクト
３８…中間空気供給口
３９…風向制御凸条
４０…風向制御ロッド
４１…冷却ファン
４２…電源ボックス
４３…ケース外ダクト
４４…脚部
４５…中間ダクト
４６…金型
４７…冷却調整フィン
４８…ストッパ爪
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003548033.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003548033.tif 000007
【図７】
0003548033.tif 000008
【図８】
0003548033.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003548033.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003548033.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0003548033.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
0003548033.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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