(57)【要約】【課題】  平面照明装置の照明面積の増大に伴い、矩形の枠状をなすフレームを一体成形などにより製造すると、設備コストや材料歩留まりの点で問題が生ずる。【解決手段】  取り付け壁部１１が形成された底板部材１２と、この底板部材１２が連結される光源ホルダ１３と、これら光源ホルダ１３に両端部が支持されて相互に平行に配列する複数本の線状光源１４と、光源ホルダ１３を収容する一対のホルダカバー１５と、線状光源１４を挟んで底板部材１２の反対側に配される光拡散部材１６と、底板部材１２の取り付け壁部１１に連結されて底板部材１２との間にホルダカバー１５および光拡散部材１６を保持するフレーム１８とを具えた本発明による平面照明装置１０は、フレーム１８がこれらの四隅のうちの少なくとも対角方向の２つの隅部にて分かれる少なくとも２つの部材１８ａ，１８ｂと、これら２つの部材１８ａ，１８ｂを連結する連結手段２２，３０とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形の板状をなし、第１の方向に沿った両側端縁部に取り付け壁部がそれぞれ形成された底板部材と、
この底板部材の第１の方向と交差する第２の方向に沿った両側端縁部に連結される少なくとも一対の光源ホルダと、
これら光源ホルダに両端部がそれぞれ支持されて前記第１の方向に沿って相互に平行に配列する複数本の線状光源と、
前記底板部材の第２の方向に沿った両側端縁部に配されて前記光源ホルダを収容する一対のホルダカバーと、
これらホルダカバーおよび前記底板部材の取り付け壁部に外周縁部が当接し、前記線状光源を挟んで前記底板部材の反対側に配される矩形の板状をなす光拡散部材と、
前記底板部材の取り付け壁部に連結されて当該底板部材との間に前記ホルダカバーおよび光拡散部材を保持する矩形の枠状をなすフレームと
を具え、前記フレームがこれらの四隅のうちの少なくとも対角方向の２つの隅部にて分かれる少なくとも２つの部材と、これら２つの部材を連結する連結手段とを有することを特徴とする平面照明装置。
【請求項２】
前記フレームは、前記ホルダカバーおよび前記底板部材の取り付け壁部との間に前記光拡散部材を挟持するフランジ部と、前記底板部材および前記ホルダカバーおよび前記光拡散部材を囲む縦壁部とを有することを特徴とする請求項１に記載の平面照明装置。
【請求項３】
前記フレームと前記底板部材との位置決め手段をさらに具えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の平面照明装置。
【請求項４】
前記底板部材と前記線状光源との間に配され、前記線状光源からの光を光拡散部材側へ導く光反射部材をさらに具えたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の平面照明装置。
【請求項５】
前記光反射部材から突出して先端が前記光拡散部材に当接するスペーサを有することを特徴とする請求項４に記載の平面照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の線状光源を所定間隔で配設した平面照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型の液晶表示ディスプレイや液晶テレビなどにおいては、いわゆるバックライト光源として大型の平面照明装置が必要となる。従来の大型平面照明装置は、液晶表示パネルの裏面側に冷陰極管などの細長い線状光源を複数本配設した、いわゆる直下型と称されるものが一般的である。特許文献１などに開示された従来の直下型の平面照明装置は、このような複数本の線状光源と、これら線状光源を支持するホルダと、線状光源からの光を均一に液晶表示パネルに入射させるための光拡散板と、線状光源を挟んで光拡散板の反対側に配され、線状光源からの光を光拡散板側へ導く光反射部材と、これらホルダ，光拡散板，光反射部材を囲んで支持する矩形の枠状をなすフレームとを具えている。フレームは、軽合金のダイキャストや板金のプレス加工などによって矩形の枠状に形成される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０９３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の平面照明装置においては、そのフレームを軽合金のダイキャストや板金のプレス加工などによって矩形の枠状に形成しているため、フレームの寸法が大型化、つまり液晶表示パネルの寸法が大型化するに連れ、フレームを成形するための金型の寸法が著しく大型化するため、その設備コストの上昇を如何に抑制するかが問題となっている。
【０００５】
また、板金のプレス加工にて矩形の枠状をなすフレームを製造する場合、板金を枠状に打ち抜く必要があるため、材料の中央部が全く無駄となってしまい、その歩留まりが著しく悪くなってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、平面照明装置における矩形の枠状をなすフレームを製造するに際し、その材料の歩留まりを大幅に向上させることができ、しかもフレームの寸法が大型化したとしても、これを製造するためのプレス金型などの設備の大型化を抑制し得る平面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】
本発明による平面照明装置は、矩形の板状をなし、第１の方向に沿った両側端縁部に取り付け壁部がそれぞれ形成された底板部材と、この底板部材の第１の方向と交差する第２の方向に沿った両側端縁部に連結される少なくとも一対の光源ホルダと、前記光源ホルダに両端部がそれぞれ支持されて前記第１の方向に沿って相互に平行に配列する複数本の線状光源と、前記底板部材の第２の方向に沿った両側端縁部に配されて前記光源ホルダを収容する一対のホルダカバーと、これら一対のホルダカバーおよび前記底板部材の取り付け壁部に外周縁部が当接し、前記線状光源を挟んで前記底板部材の反対側に配される矩形の板状をなす光拡散部材と、前記底板部材の取り付け壁部に連結されて当該底板部材との間に前記ホルダカバーおよび光拡散部材を保持する矩形の枠状をなすフレームとを具え、前記フレームがこれらの四隅のうちの少なくとも対角方向の２つの隅部にて分かれる少なくとも２つの部材と、これら２つの部材を連結する連結手段とを有することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明においては、矩形の枠状をなすフレームがこれらの四隅のうちの少なくとも対角方向の２つの隅部にて分かれる少なくとも２つの部材にて形成され、これら２つの部材が連結手段によって矩形の枠状に連結される。このため、フレームを製造するための材料の割り付けをＬ字状または短冊状にし、材料の歩留まりの低下を抑制する。
【０００９】
本発明による平面照明装置において、フレームは、ホルダカバーおよび底板部材の取り付け壁部との間に光拡散部材を挟持するフランジ部と、底板部材およびホルダカバーおよび光拡散部材を囲む縦壁部とを有するものであってよい。
【００１０】
また、連結手段がフレームの２つの部材に跨がる連結板と、この連結板と２つの部材とを固定するための締結部材とを有するものであってよい。この場合、連結板をフレームのフランジ部に当接させた状態で、２つの部材を締結部材により連結するものであってよい。
【００１１】
フレームと底板部材との位置決め手段をさらに具えることができる。この場合、位置決め手段は、底板部材の取り付け壁部に形成された係合部と、フレームの縦壁部に形成されて係合部に対して係合する係合部とを有するものであってよい。
【００１２】
底板部材と線状光源との間に配され、線状光源からの光を光拡散部材側へ導く光反射部材をさらに具えることかできる。この場合、光反射部材の第２の方向に沿った両側端縁部を光源ホルダに取り付けることができる。また、光反射部材から突出して先端が光拡散部材に当接するスペーサを有するものであってよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の平面照明装置によると、矩形の枠状をなすフレームがこれらの四隅のうちの少なくとも対角方向の２つの隅部にて分かれる少なくとも２つの部材と、これら２つの部材を連結する連結手段とを有しているので、矩形の枠状をなすフレームの寸法が大型化しても、材料の割り付けをＬ字状または短冊状にすることができるため、従来のものよりも材料の歩留まりを大幅に改善することができる。しかも、プレス金型などの設備の大型化を回避することも可能となる。
【００１４】
フレームがホルダカバーおよび底板部材の取り付け壁部との間に光拡散部材を挟持するフランジ部と、前記底板部材および前記ホルダカバーおよび前記光拡散部材を囲む縦壁部とを有する場合、フレームと底板部材との間に光源ホルダ，ホルダカバー，光拡散部材を確実に保持することができる。
【００１５】
フレームと底板部材との位置決め手段をさらに具えている場合、これらを連結する前にフレームと底板部材とを位置決めした後にこれらを一体的に連結することができ、フレームと底板部材との連結作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００１６】
底板部材と線状光源との間に配され、線状光源からの光を光拡散部材側へ導く光反射部材をさらに具えている場合、線状光源からの出射光を効率よく光拡散部材から外部へ出射させることができる。
【００１７】
光反射部材から突出して先端が光拡散部材にそれぞれ当接する複数のスペーサを有する場合、光拡散部材の撓みを抑えて線状光源と光拡散部材との間隔を予め設定した間隔に保持することができ、光拡散部材から出射する光の配光特性を設計通り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】
【００１８】
本発明による平面照明装置の一実施形態について、図１〜図７を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施形態のみに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも当然応用することができる。
【００１９】
本実施形態の外観を分解状態で図１に示し、その平面形状を図２に示し、そのIII−III矢視断面形状，IV−IV矢視断面形状，Ｖ−Ｖ矢視断面形状を図３，図４，図５にそれぞれ示す。すなわち、本実施形態における平面照明装置１０は、矩形の板状をなし、第１の方向（図２中、左右方向に該当し、以下、便宜的に横方向と記述する）に沿った両側端縁部に取り付け壁部１１がそれぞれ一体的に形成された底板部材１２と、この底板部材１２の第１の方向と交差する第２の方向（図２中、上下方向に該当し、以下、便宜的に縦方向と記述する）に沿った両側端縁部に連結される複数対（図示例では８対）の光源ホルダ１３と、これら光源ホルダ１３に両端部がそれぞれ支持されて横方向に沿って相互に平行に配列する複数本の線状光源１４と、底板部材１２の縦方向に沿った両側端縁部に配されて光源ホルダ１３をそれぞれ収容する一対のホルダカバー１５と、これらホルダカバー１５および底板部材１２の取り付け壁部１１に外周縁部が当接し、線状光源１４を挟んで底板部材１２の反対側に配される矩形の板状をなす光拡散部材１６と、底板部材１２と線状光源１４との間に配され、線状光源１４からの光を光拡散部材１６側へ導く光反射部材１７と、底板部材１２の取り付け壁部１１に連結されて当該底板部材１２との間に光反射部材１７，ホルダカバー１５および光拡散部材１６を保持する矩形の枠状をなすフレーム１８とを具えている。
【００２０】
横方向両側端部から立ち上がる取り付け壁部１１を除いてほぼ平坦な板状をなす底板部材１２は、プレス加工などによって亜鉛めっき鋼板やアルミニウム板またはステンレス鋼板などにて形成される。取り付け壁部１１は、底板部材１２のほぼ大部分を占める平坦面部１２ａに接続し、この平坦面部１２ａに対して傾斜した傾斜面部１９と、この傾斜面部１９に接続し、平坦面部１２ａと平行な上面部２０と、この上面部２０に接続し、当該上面部２０から平坦面部１２ａ側に直角に折れ曲がる端面部２１とを有し、全体として平坦面部１２ａから突出した状態となっている。光拡散部材１６の横方向両側端縁部が載置される取り付け壁部１１の上面部２０には、フレーム１８を連結固定するための取り付け孔２０ａが形成され、ここに後述する押し込みクリップ２２が挿通される。また、取り付け壁部１１の端面部２１には、底板部材１２に対してフレーム１８を位置決めするための位置決め孔２１ａが形成されている。
【００２１】
電気絶縁性の光源ホルダ１３は、硬質塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂などから形成されており、本実施形態では底板部材１２の縦方向両側端縁部に小ねじ２３を介して固定されるが、このような小ねじ２３を用いずに光源ホルダ１３からピンを一体的に突設すると共にこれらのピンが貫通する貫通孔を底板部材１２の縦方向両側端縁部に形成し、ピンが貫通孔を貫通した状態でその先端部を加熱してかしめることにより、これらを一体化することも可能である。横方向に所定間隔で配列する各対の光源ホルダ１３には、それぞれ２本の線状光源１４の長手方向両端部が一体的に組み込まれている。
【００２２】
本実施形態における線状光源１４は、細長いＣＣＦＬ（冷陰極管）を用いており、光源ホルダ１３に保持されたこれらの長手方向両端部から図示しないジメット線が引き出され、図示しない耐熱耐圧電線を介して図示しないインバータに接続している。
【００２３】
ホルダカバー１５は、ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂などで形成されており、横方向に配列する光源ホルダ１３を一括して覆う。このホルダカバー１５の下部には、光源ホルダ１３を収容する空隙部１５ａと、この空隙部１５ａに個々の線状光源１４を導くためのスリット部１５ｂとが形成されている。また、ホルダカバー１５の上端部には、光拡散部材１６の縦方向側端縁部を載置する段部１５ｃが形成されており、この段部１５ｃの高さは光拡散部材１６の厚みに対応している。一対のホルダカバー１５の対向端面は、表面が光反射性を有する傾斜面１５ｄとして形成され、線状光源１４からの光を光拡散部材１６側へ反射させるようになっている。
【００２４】
本実施形態における光拡散部材１６は、表面に微細な凹凸部がランダムに形成された光拡散板２４と、所定の頂角を持つ微小なプリズムが相互に平行に連続的に形成されたプリズムシート２５とを有し、これらは光学的に透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などにて形成されている。光拡散板２４の機能は、線状光源１４からの光をほぼ完全に拡散させるためのものであるのに対し、プリズムシート２５の機能は、光を所望の方向に収束させるためのものであり、最終的にプリズムシート２５から出射する光が所望の配光特性を持つように、上述した凹凸部の寸法形状やこれらの分布およびプリズムシート２５のプリズムの形状などが適切に設定される。光拡散板２４の横方向両側端縁部には、上述した取り付け孔２０ａとの干渉を回避するための切欠部２４ａが形成されており、これについては後述する。また、本実施形態におけるプリズムシート２５の横方向寸法は、上述した取り付け孔２０ａとの干渉を回避するために光拡散板２４のそれよりも小さく設定されている。
【００２５】
本実施形態では光拡散部材１６を光拡散板２４とプリズムシート２５とで構成したが、さらに複数枚のプリズムシート２５をこれらプリズムの稜線が相互に交差するように重ね合わせたものや、光拡散板２４のみで構成することも可能である。
【００２６】
光反射部材１７の横方向両側端部は、底板部材１２の取り付け壁部１１の傾斜面部１９に沿った屈曲部１７ａとなっている。これら屈曲部１７ａを除いてほぼ平坦な光反射部材１７は、その縦方向両側端縁部が小ねじ２６を介して光源ホルダ１３に取り付けられ、そのための取り付け段部１３ａが光源ホルダ１３の下面側に形成されている。なお、このような小ねじ２６を用いずに、光源ホルダ１３の取り付け段部１３ａからピンを一体的に突設すると共にこれらのピンが貫通する貫通孔を光反射部材１７の縦方向両側端縁部に形成し、ピンが貫通孔を貫通した状態でその先端部を加熱してかしめることにより、これらを一体化することも可能である。この光反射部材１７は、アルミニウム板または亜鉛めっき鋼板や、あるいは変成ポリアミド，ポリブチレンテレフタレート、ナイロン４６の他に芳香族ポリエステルなどからなる液晶ポリマなどの樹脂にて形成される。何れの場合においても、表面における光の反射性を高めるための何らかの処理を施すことが好ましい。本実施形態では、光の乱反射を意図して光反射部材１７の表面を粗面にて形成したが、鏡面状態にしたり、あるいは表面を所定曲率の連続的な波形に成形することも有効である。この光反射部材１７には、先端が光拡散部材１６に当接するスペーサ２７をその表面に突設しているが、これらスペーサ２７を底板部材１２から突設させ、光反射部材１７にはこれらスペーサ２７が貫通する孔をあけるようにしたものであってもよい。これらスペーサ２７は、自重によって撓み変形しやすい光拡散部材１６と線状光源１４との間隔を一定に保持する機能を有する。
【００２７】
上述した光反射部材１７を省略することも可能であり、この場合には底板部材１２の平坦面部１２ａおよび取り付け壁部１１の傾斜面部１９に光反射性を持たせるため、アルミニウムの蒸着処理を表面に施したり、あるいはチタン酸バリウムなど白色粉体を含む光反射性の良好な塗料を塗布することも有効であり、表面における光の反射性を高めるための何らかの処理を施すことが好ましい。
【００２８】
本実施形態におけるフレーム１８は、亜鉛めっき鋼板，アルミニウム，ステンレス鋼板などの金属板を山形断面にプレス成形したものであり、ホルダカバー１５および底板部材１２の取り付け壁部１１との間に光拡散部材１６を挟持するフランジ部２８と、底板部材１２およびホルダカバー１５および光拡散部材１６を囲む縦壁部２９とを有する。本実施形態では、フレーム１８の四隅のうちの少なくとも対角方向の２つの隅部にて分かれるＬ字状をなす２つの部材１８ａ，１８ｂと、これら２つの部材１８ａ，１８ｂを連結する連結手段とを有する。換言すれば、それぞれＬ字状をなす２つの部材１８ａ，１８ｂを後述する連結手段によって連結することにより、矩形の枠状をなすフレーム１８が形成される。
【００２９】
２つの部材１８ａ，１８ｂの連結部分を抽出拡大して図６に示し、そのVII−VII矢視断面構造を図７に示す。すなわち、本実施形態における連結手段は、フレーム１８の２つの部材１８ａ，１８ｂに跨がるＬ字状の連結板３０と、この連結板３０と２つの部材１８ａ，１８ｂとを固定するための締結部材としての押し込みクリップ２２とを有し、２つの部材１８ａ，１８ｂの突き当て部１８ｃを当接させた状態で、これらのフランジ部２８に連結板３０を重ね合わせて押し込みクリップ２２により一体的に連結する。このため、押し込みクリップ２２を挿通するための連結孔２８ａ，３０ａが２つの部材１８ａ，１８ｂの連結部分と連結板３０とに形成されている。本実施形態における押し込みクリップ２２は、いわゆる押し込み式クリップと呼称される樹脂製のものであり、押し込みピン３１と、この押し込みピン３１が差し込まれるかしめスリーブ３２とを有し、かしめスリーブ３２の先端部の内径が押し込みピン３１の外径よりも小さく設定され、すり割り溝３２ａが形成されている。このため、押し込みピン３１の先端部がかしめスリーブ３２の先端部を突き抜けた状態では、かしめスリーブ３２が径方向外側に弾性変形するようになっており、上述した連結孔２８ａの内径は、弾性変形前のかしめスリーブ３２の外径よりも多少大きめに設定されている。
【００３０】
従って、連結板３０に形成された連結孔３０ａと２つの部材１８ａ，１８ｂの連結部分に形成された連結孔２８ａとが合致するようにこれらを重ね合わせ、この状態にてかしめスリーブ３２をこれらの連結孔２８ａ，３０ａに差し込み、さらにかしめスリーブ３２に対して押し込みピン３１を押し込むことにより、かしめスリーブ３２の先端部が径方向外側に押し拡げられ、押し込みピン３１の頭部３１ａおよびかしめスリーブ３２のつば部３２ｂとこのかしめスリーブ３２の先端部との間に連結板３０と２つの部材１８ａ，１８ｂのフランジ部２８とが挟持された状態となって一体化される。
【００３１】
本実施形態では、締結部材として樹脂製の押し込みクリップ２２を用いたが、この他にプラスチックリベットやタッピンねじなどのねじ部材を採用することも可能である。
【００３２】
上述したものと同じ押し込みクリップ２２が底板部材１２の取り付け壁部１１とフレーム１８との連結にも用いられており、上述した取り付け壁部１１の上面部２０に形成された取り付け孔２０ａと、この取り付け孔２０ａと連通するようにフレーム１８のフランジ部２８に形成された取り付け孔３３ａとに押し込みクリップ２２を差し込み、これらを一体的に連結するようにしている。このため、フランジ部２８に形成される取り付け孔３３ａの部分が取り付け壁部１１の上面部２０に当接するように、フランジ部２８の取り付け孔３３ａの周囲は窪んだ状態に成形され、この窪み部３３と取り付け壁部１１の上面部２０とが当接するように設定されている。上述した光拡散板２４の切欠部２４ａは、この窪み部３３との干渉を回避するような大きさに設定されている。
【００３３】
押し込みクリップ２２にて底板部材１２の取り付け壁部１１にフレーム１８を連結するに先立ち、これらの位置合わせを容易にするため、取り付け壁部１１の端面部２１の位置決め孔２１ａに嵌合し得る凸部２９ａがフレーム１８の縦壁部２９に形成されている。また、この凸部２９ａが位置決め孔２１ａに嵌合するまでは端面部２１の弾性変形を伴って端面部２１に対して凸部２９ａの先端が円滑に摺接し得るように、凸部２９ａの表面は球状（球面の一部）に形成されている。つまり、これら凸部２９ａおよび位置決め孔２１ａが本発明における係合部として機能する。
【００３４】
光拡散板２４に対するプリズムシート２５の横方向相対位置を適切に設定するため、このプリズムシート２５の横方向側端縁に当接する位置規制部２８ｂがフレーム１８のフランジ部２８に突設されており、本実施形態における位置規制部２８ｂは、底板部材１２の取り付け壁部１１の上面部２０に対する光拡散板２４の浮き上がりを防止する抑え部材としても機能している。
【００３５】
なお、本実施形態ではＬ字状をなす２つの部材１８ａ，１８ｂを組み合わせ、連結手段を介して矩形の枠状をなすフレーム１８を形成するようにしたが、フレーム１８の各辺を構成する直線状をなす４つの部材を枠状に組み合わせ、連結手段を介してフレーム１８を形成することも可能であり、この場合には液晶表示ディスプレイの縦横比の変更に応じてフレーム１８を構成する一部の材料を共用化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による平面照明装置の一実施形態の外観を分解状態で表す立体投影図である。
【図２】図１に示した平面照明装置の平面図である。
【図３】図２中のIII−III矢視断面図である。
【図４】図２中のIV−IV矢視断面図である。
【図５】図２中のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】図２に示した平面照明装置におけるフレームの隅部の拡大平面図である。
【図７】図６中のVII−VII矢視断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  平面照明装置
１１  取り付け壁部
１２  底板部材
１２ａ  平坦面部
１３  光源ホルダ
１３ａ  取り付け段部
１４  線状光源
１５  ホルダカバー
１５ａ  空隙部
１５ｂ  スリット部
１５ｃ  段部
１５ｄ  傾斜面
１６  光拡散部材
１７  光反射部材
１７ａ  屈曲部
１８  フレーム
１８ａ，１８ｂ  Ｌ字状部材
１８ｃ  突き当て部
１９  傾斜面部
２０  上面部
２０ａ  取り付け孔
２１  端面部
２１ａ  位置決め孔
２２  押し込みクリップ
２３  小ねじ
２４  光拡散板
２４ａ  切欠部
２５  プリズムシート
２６  小ねじ
２７  スペーサ
２８  フランジ部
２８ａ  連結孔
２８ｂ  位置規制部
２９  縦壁部
２９ａ  凸部
３０  連結板
３０ａ  連結孔
３１  押し込みピン
３１ａ  頭部
３２  かしめスリーブ
３２ａ  すり割り溝
３２ｂ  つば部
３３  窪み部
３３ａ  取り付け孔
【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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