(57)【要約】 【課題】  放熱性の良好な電気接続箱を提供する。【解決手段】  基板１１上に素子が実装されてなる回路構成体１０がアッパーケース３０とロアケース２０とを組み合わせたハウジング２９内に収容されてなり、回路構成体１０からの熱をロアケース２０を介して放散させるようにした電気接続箱であって、アッパーケース３０には、ロアケース２０に向けて突出し、回路構成体１０をロアケース２０の底板２１に押圧する押さえ部３６を設け、押さえ部３６の先端は段差状に縮径された小径軸部３７が突出して形成される一方、回路構成体１０及びロアケース２０には、小径軸部３７を貫通させる貫通孔２４が形成されており、ロアケース２０の下面側に突出した小径軸部３７の先端には、押さえ部３６により基板１１を押圧した状態でロアケース２０の下面側において溶融して潰された抜け止め径大部２４Ａを設ける。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に素子が実装されてなる回路構成体がアッパーケースとロアケースとを組み合わせたハウジング内に収容されてなり、前記回路構成体からの熱を前記ロアケースを介して放散させるようにした電気接続箱であって、
前記アッパーケースには、前記ロアケースに向けて突出し、前記回路構成体を前記ロアケースとの接触部位に押圧する押さえ部を設けたことを特徴とする電気接続箱。
【請求項２】
前記ロアケースは、放熱板を含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の電気接続箱。
【請求項３】
前記ロアケースは、合成樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の電気接続箱。
【請求項４】
前記回路構成体は、長方形状の基板に素子が実装され、この基板の下面に重ねられるバスバーが前記基板と接着されることにより前記基板上の回路と前記バスバーとが導電路を形成するものであって、
前記押さえ部は、前記基板の長手方向の略中央部を押圧するように設けられることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電気接続箱。
【請求項５】
前記押さえ部の先端は段差状に縮径された小径軸部が突出して形成される一方、前記回路構成体及び前記ロアケースには、前記小径軸部を貫通させる貫通孔が形成されており、前記ロアケースの下面側に突出した小径軸部の先端には、前記押さえ部により前記基板を押圧した状態で前記ロアケースの下面側において溶融して潰された抜け止め径大部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電気接続箱。
【請求項６】
前記押さえ部の先端は段差状に縮径され、先端面に螺子孔を有する小径軸部が突出して形成されると共に、前記回路構成体及び前記ロアケースには前記小径軸部を貫通させる貫通孔が形成され、さらに、前記押さえ部により前記基板が押圧された状態で前記ロアケースの下面側に突出した前記小径軸部の前記螺子孔に螺合された螺子と、この螺子の頭部と前記ロアケースの前記貫通孔の周縁との間に挟まれる弾性材製のワッシャーとを有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電気接続箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気接続箱に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、共通の車載電源から各種電子ユニットへ電力を分配するために用いられる電気接続箱として、回路構成体（例えば、制御回路基板（基板）、スイッチング素子、バスバーからなる）をアッパーケースとロアケースからなるハウジング内に収容したものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
この種の回路構成体においては、基板の上面に回路パターンが形成されており、この回路パターン上には、電力の導通を制御するスイッチング素子と、このスイッチング素子の駆動を制御するための制御回路素子が実装されている。一方、基板の下面には、回路パターンと導通されるバスバーが絶縁層を介して接着されており、このバスバーの下面には、絶縁層を介してロアケースが接着されている。
【０００４】
そして、このロアケースの上方からアッパーケースを嵌合させることにより、回路構成体がケース内に収容されるようになっている。
【０００５】
ここで、電力導通路（バスバー等）には大きな電流が流れるため、スイッチング素子からの発熱量はそれに応じて比較的大きなものとなる一方、制御回路素子は熱による影響を受けると誤動作等を生じやすい。したがって、スイッチング素子から発生した熱は、制御回路素子には伝熱されずに外部（ケース外）に放出されることが望ましい。
【特許文献１】特開２００３−１６４０４０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、スイッチング素子で発生した熱は、基板やバスバーを介してロアケースに伝熱された後、外部に放出されるようになっている。ここで、これらの部材が密着していない場合、すなわちこれらの部材の間に隙間（空気層）が生じている場合には、この隙間に熱がこもってしまい、十分に外部に熱が放出されない。特に、基板及びバスバーを接着した状態では、これらの材質が異なる（例えば、合成樹脂等と金属）ことに起因する膨張率の違いにより基板及びバスバーが反りかえってしまうおそれがあり、かかる場合に、バスバーとロアケースとの間に生じた隙間により、外部に十分に熱が放出されにくい。
【０００７】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、放熱性の良好な電気接続箱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】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、基板上に素子が実装されてなる回路構成体がアッパーケースとロアケースとを組み合わせたハウジング内に収容されてなり、前記回路構成体からの熱を前記ロアケースを介して放散させるようにした電気接続箱であって、前記アッパーケースには、前記ロアケースに向けて突出し、前記回路構成体を前記ロアケースとの接触部位に押圧する押さえ部を設けた構成としたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記ロアケースは、放熱板を含んで構成されるところに特徴を有する。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記ロアケースは、合成樹脂からなるところに特徴を有する。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のものにおいて、前記回路構成体は、長方形状の基板に素子が実装され、この基板の下面に重ねられるバスバーが前記基板と接着されることにより前記基板上の回路と前記バスバーとが導電路を形成するものであって、前記押さえ部は、前記基板の長手方向の略中央部を押圧するように設けられるところに特徴を有する。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のものにおいて、
前記押さえ部の先端は段差状に縮径された小径軸部が突出して形成される一方、前記回路構成体及び前記ロアケースには、前記小径軸部を貫通させる貫通孔が形成されており、前記ロアケースの下面側に突出した小径軸部の先端には、前記押さえ部により前記基板を押圧した状態で前記ロアケースの下面側において溶融して潰された抜け止め径大部が設けられているところに特徴を有する。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のものにおいて、前記押さえ部の先端は段差状に縮径され、先端面に螺子孔を有する小径軸部が突出して形成されると共に、前記回路構成体及び前記ロアケースには前記小径軸部を貫通させる貫通孔が形成され、さらに、前記押さえ部により前記基板が押圧された状態で前記ロアケースの下面側に突出した前記小径軸部の前記螺子孔に螺合された螺子と、この螺子の頭部と前記ロアケースの前記貫通孔の周縁との間に挟まれる弾性材製のワッシャーとを有するところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
＜請求項１の発明＞
本構成によれば、押さえ部が回路構成体をロアケースとの接触部位に押圧するから、基板とロアケースとの間に隙間（空気層）が生じにくく、放熱性を向上させることができる。
【００１５】
＜請求項２の発明＞
本構成によれば、放熱板から熱を放出することができる。
【００１６】
＜請求項３の発明＞
本構成によれば、合成樹脂からなるロアケースから外部に放熱される。したがって、他の部材（金属等）からなる放熱板を設けなくて済む。
【００１７】
＜請求項４の発明＞
本構成によれば、押さえ部は、より隙間の生じやすい基板の長手方向の略中央部を押圧するように設けられるから、基板とロアケースとの間に隙間が生じにくく、放熱性を向上させることができる。
【００１８】
＜請求項５の発明＞
本構成によれば、回路構成体とロアケースとの離間を規制することができる。
【００１９】
＜請求項６の発明＞
本構成によれば、回路構成体とロアケースとの離間を規制することができる。また、弾性材製のワッシャーを介して螺子を螺合させるから、このワッシャーにより、押さえ部の押圧で基板に生じる応力を緩和することができ、基板上の回路と素子との接合部分にクラック等が生じることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図１１を参照して説明する。
本実施形態の電気接続箱は、回路構成体１０をロアケース２０とアッパーケース３０とを嵌合させてなるハウジング２９内に収容したものであり（図１参照）、車両（図示しない）の電源供給路に配され、電源からの電流を分配して車両の各部に供給するとともに、このとき回路構成体１０から発生した熱をロアケース２０を介して外部に放散するようになっている。
【００２１】
回路構成体１０は、図２に示すように、絶縁基材にパターン（回路）を敷設してなる長方形状の基板１１（回路基板）と、金属板材を所定パターンに打ち抜かれてなるバスバー１３とを重ね合わせ、さらにその基板１１側の表面にスイッチング素子１２（例えば機械式リレースイッチ、半導体スイッチング素子など）を実装して構成される。
【００２２】
なお、本実施形態では、基板１１は、主にスイッチング素子１２の駆動等を制御する制御回路を形成しており、バスバー１３は電源電流を供給する電力回路を形成している。
【００２３】
ここで、基板１１とバスバー１３とは、絶縁性を有する薄い接着シート１９を介して一体化（接着）されている（図３の部分拡大図参照）。これらの基板１１とバスバー１３とは、基板１１にスイッチング素子１２を実装する前の工程で接合されている。この接合時には基板上にスイッチング素子１２は実装されていないので、基板１１の表面のほぼ全域に亘って均一にプレス機等で押圧することにより、接着シート１９を基板１１の裏面とバスバー１３の表面に対して強固に接着させることができ、このような全面押圧によって基板１１とバスバー１３とが間に隙間が生じることなく強固に結合されている。
【００２４】
また、バスバー１３の図７の左側に延びる延出部分は、ロアケース２０の後部の起立壁２２に沿うように上方に垂直に曲げられるとともに、この起立壁２２の先端（上端）にて再び外方（図７の左方）に垂直に曲げられ、全体としてクランク状に屈曲されている。クランク状に屈曲された延出部分の先端部は、ハウジング２９の後端に接続される６つのコネクタハウジング２８Ａ（図１参照）からなるコネクタブロック２８のうち右側の１つ及び左側の２つのコネクタハウジング２８Ａ内に収容されてコネクタ端子部１３Ａを形成している。
【００２５】
また、回路構成体１０には、コネクタブロック２８のうち右から２〜４番目のコネクタハウジング２８Ａ内に一端側が突出する制御用端子１４が設けられている。この制御用端子１４は、図８に示すように、Ｌ字状をなし、ハウジング２９内の後端部に設けられる端子支持台１７に幅方向に所定の間隔で圧入されている。そして、制御用端子１４の他端側が回路構成体１０に設けられたスルーホール１０Ｃに貫通されて半田付けされることで制御回路と導通接続されるとともに、その先端はロアケース２０の上面２１Ｂ（表面）に設けられる窪み部２１Ａ内に収容される。なお、端子支持台１７は基板１１及びバスバー１３を挟んでビス１８止めされることにより基板１１上に固定されている。
【００２６】
また、ハウジング２９のうち、コネクタブロック２８側とは反対側の端部の略中央部には、図５に示すように、電源供給側の端子（図示しない）と接続される電源側端子部１５が上方に突出して形成されており、ここからハウジング２９内の回路構成体１０に電源側からの電流が供給され、この電流が分配されてバスバー１３のコネクタ端子部１３Ａや制御用端子１４に流れるようになっている。
【００２７】
ロアケース２０は、合成樹脂からなり、図２,３に示すように、基板１１の外形に沿った平板で長方形状の底板２１と、この底板２１の周縁部からほぼ全周に亘って上方にやや突出した起立壁２２とが一体に設けられている。また、底板２１の起立壁２２のうち、左右両側の起立壁２２は、係合爪部２３が前後一対上方に突出して設けられている。この係合爪部２３には、そのほぼ中間の高さで外面が段差状に拡径した後、先端に向かうにしたがって先窄みとなるテーパ面２３Ａが形成されている。そして、アッパーケース３０とロアケース２０とを嵌合させる際には、このテーパ面２３Ａに後述するアッパーケース３０のテーパ面３３Ａが摺接して係合爪部２３が内方へ撓むとともに、両ケース２０,３０が所定の嵌合位置に達すると、係合爪部２３が復元変形してアッパーケース３０の係合部３３と係合し、両ケース２０,３０の嵌合状態が保持されるようになっている。
【００２８】
アッパーケース３０は、図１,３に示すように、基板１１の外形に沿った平板で長方形状の天板３１と、この天板３１の周縁部からほぼ全周に亘って下方（ロアケース２０側）に突出した壁部３２とが一体に設けられている。この壁部３２の高さは、両ケース２０,３０の嵌合時に壁部３２の先端（下端）がロアケース２０の底板２１に達する高さとされるとともに、壁部３２のうち両側壁には、その内面側の先端部（下端部）が内方に向けて段差状に拡径した後、先端に向かうにしたがって先窄みとなるテーパ面３３Ａの形成された係合部３３とされている。
【００２９】
天板３１には、図１に示すように、ヒューズ差込み口３４が電源側端子部１５の両側に複数並んで設けられており、ここにヒューズ３５が装着されることにより、電源からの電流はこのヒューズ３５を介して各部に分配され、各部に過電流が供給されないようになっている。
【００３０】
さて、本実施形態では、アッパーケース３０には、図２,３に示すように、回路構成体１０を押圧する押さえ部３６が形成されている。
この押さえ部３６は、アッパーケース３０の天板３１の下面のうち各角部及び基板１１の長手方向の略中央部における前端部において下方に突出して形成されており、壁部３２とほぼ同じ長さ（高さ）で後述する貫通孔２４よりもやや太い円柱（棒）状とされている。
そして、この押さえ部３６が基板１１の表面を押圧することにより、回路構成体１０とロアケース２０との間の隙間（空気層）をなくすことができ、回路構成体１０から発せられた熱の放熱性を向上させるようになっている。
【００３１】
また、押さえ部３６の先端には、押さえ部３６から段差状に縮径された段差面３６Ａが形成され、この先には回路構成体１０とロアケース２０とを重ねた厚みよりもやや長く、貫通孔２４よりもやや細い小径軸部３７が突出して形成されている。この小径軸部３７の材質はアッパーケース３０の他の部分と同様であり、熱により溶融状態とされる合成樹脂、例えば、変性ＰＰＥ樹脂が用いられている。
【００３２】
一方、回路構成体１０及びロアケース２０の底板２１には、図３に示すように、同軸状に上下方向（基板１１の板面と直角な方向）に貫通する円形の貫通孔２４が、長方形状の基板１１の各角部及び基板１１の長手方向の略中央部における前端部側であって、アッパーケース３０の押さえ部３６と対応する位置に形成されている。なお、貫通孔２４の形成位置にバスバー１３が存在している場合には、バスバー１３にも貫通孔２４が貫通して形成されるが、貫通孔２４の形成位置にバスバー１３が存在していない場合には、バスバー１３には貫通孔が形成されない。
【００３３】
また、貫通孔２４の奥端部（ロアケース２０の下端部）には段差状に拡径された拡径孔部２４Ａが形成されており、この拡径孔部２４Ａに、押さえ部３６の小径軸部３７の溶融した部分が埋まることにより、この拡径孔部２４Ａに相当する大きさの抜け止め径大部３７Ａがロアケース２０の下面（裏面）と面一となるように形成され（図１１（Ｂ）参照）、バスバー１３（回路構成体１０）とロアケース２０との間の離間が規制されるようになっている。
【００３４】
次に、本実施形態の作用・効果について説明する。
まず、図３に示すように、ロアケース２０上における起立壁２２の内側に回路構成体１０を載置し、押さえ部３６の小径軸部３７を回路構成体１０及びロアケース２０の貫通孔２４に挿入しながら、アッパーケース３０をロアケース２０の上方から嵌め合わせる。そして、そのままアッパーケース３０を下方に移動させると、押さえ部３６の段差面３６Ａが基板１１（回路構成体１０）の表面に当接して押圧し、バスバー１３の下面１３Ｂがロアケース２０の底板２１の上面２１Ｂに隙間（空気層）なく密着する。このとき、小径軸部３７の先端は、ロアケース２０の下面から突出している（図１１（Ａ））。
【００３５】
ここで、小径軸部３７の先端部を熱により溶融させて拡開変形させる。すると、図１１（Ｂ）に示すように、小径軸部３７の先端が拡径孔部２４Ａに固着（熱溶着）され、回路構成体１０（バスバー１３）とロアケース２０とが密着された状態が保持される。これにより、接着剤を用いなくても、バスバー１３（回路構成体１０）とロアケース２０とを隙間（空気層）なく密着（回路構成体１０とロアケース２０との離間を規制）させることができる。
【００３６】
この後、コネクタハウジング２８Ａを組み付けるとともに、ヒューズ差込み口３４にヒューズ３５を差し込むことで電気接続箱の組み付けが完了する。
この電気接続箱を、例えば、車両の電源供給路に縦置き（コネクタ端子部１３Ａ側を下方とする方向）で配置し、電源側端子部１５を車両の電源（オルタネータ、バッテリー等）と導通させるとともに、コネクタ端子部１３Ａと制御用端子１４とを車両の各装置につながれた相手側コネクタの端子（図示しない）と導通させることにより、車両の電源電流が車両内の各装置に分配される。
【００３７】
このように、本実施形態によれば、押さえ部３６が回路構成体１０を押圧しているので、回路構成体１０とロアケース２０との間に隙間（空気層）が生じることがなく、放熱性を向上させることができる。仮に周囲の温度変化等により回路構成体１０に反りが生じることがあっても、押さえ部３６が変形を抑制するので回路構成体１０とロアケース２０との間に隙間（空気層）が生じにくく、放熱性を向上させることができる。
【００３８】
また、押さえ部３６が回路構成体１０をロアケース２０に密着させることで、ロアケース２０に十分に熱を伝達可能となり、合成樹脂からなるロアケース２０から外部に放熱されるので、他の部材（金属等）による放熱手段を設けなくても、放熱性が確保される。
【００３９】
さらに、押さえ部３６は、より隙間の生じやすい基板１１の長手方向の略中央部を押圧するから、回路構成体１０とロアケース２０との間に隙間が生じにくく、放熱性を向上させることができる。
【００４０】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図１２によって説明する。
上記実施形態では、バスバー１３の下面１３Ｂとロアケース２０の底板２１の上面２１Ｂとを隙間（空気層）なく密着させるために、小径軸部３７の先端を溶融させる構成とした。
実施形態２では、小径軸部３７を螺子４１止めすることによりバスバー１３の下面１３Ｂとロアケース２０の上面２１Ｂとを隙間（空気層）なく密着させるものである。なお、同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４１】
具体的には、図１２（Ａ）に示すように、小径軸部３７の長さが回路構成体１０とロアケース２０とを隙間なく重ねた厚みとほぼ同じとされるとともに、この小径軸部３７の先端面には、螺子孔４２が設けられている。また、回路構成体１０及びロアケース２０には、共に一様な径で連続して上下に貫通する貫通孔４４が設けられている。
そして、貫通孔４４よりも大きい合成樹脂製（弾性材製）の環状のワッシャー４３を介して螺子孔４２に螺子４１を螺合させることにより、図１２（Ｂ）に示すように、ワッシャー４３が螺子４１の頭部４１Ａと貫通孔４４の下端の周縁４４Ａとの間に挟まれた状態で、回路構成体１０とロアケース２０とが固定される。
【００４２】
このようにすれば、回路構成体１０とロアケース２０との離間を規制することができる。また、合成樹脂製（弾性材製）のワッシャー４３を介して螺子４１を螺合させるから、このワッシャー４３により、押さえ部３６の押圧で基板１１に生じる応力を緩和することができ、基板１１上の回路と素子との接合部分（半田付けした箇所）にクラック等が生じることを防止することができる。
【００４３】
＜実施形態３＞
上記実施形態では、ロアケース２０の全体が合成樹脂により成形されたものを用いたが、実施形態３では、ロアケース２０の底板２１を熱伝導率の高い金属製（例えば、アルミニウム合金）の放熱板（図示しない）とし、この放熱板から熱を放散させるようになっている。
このようにすれば、ロアケース２０から十分に熱を放散させることができる。
【００４４】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００４５】
（１）上記実施形態では、ロアケース２０の底板２１に回路構成体１０のバスバー１３を接着剤を用いずに重ねる構成としたが、絶縁性の接着シートによりバスバー１３の下面１３Ｂとロアケース２０の底板２１の上面２１Ｂとを接着する構成としてもよい。
【００４６】
（２）上記実施形態では、アッパーケース３０の下面のうち各角部及び基板１１の長手方向の略中央部における前端部側に押さえ部３６を設けたが、これらの場所に限られず、他の箇所に設けてもよい。また、押さえ部３６の数は、上記した場所の５つとしたがこれ以下若しくはこれ以上であってもよい。
【００４７】
（３）上記実施形態では、押さえ部３６の先端の小径軸部３７を回路構成体１０の貫通孔２４に貫通させた状態で小径軸部３７の先端部を溶融させて固着し、回路構成体１０とロアケース２０とを密着状態とすることにより押さえ部３６が基板１１（回路構成体１０）を押圧する構成としたが、小径軸部３７及び貫通孔２４を設けず、例えば、押さえ部３６の扁平な先端面（下端面）の全体で基板１１（回路構成体１０）を押圧してロアケース２０外への放熱性を高める構成としてもよい。
【００４８】
（４）上記実施形態では、小径軸部３７の材質は、変性ＰＰＥ樹脂が用いられることとしたが、この限りではなく、他の材質であってもよい。この場合、好ましくは、小径軸部３７の材質をロアケース２０の材質よりも溶融温度の低い材質を用いることにより、熱溶着時におけるロアケース２０の変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態の電気接続箱の上面図
【図２】電気接続箱の平断面図
【図３】アッパーケースをロアケースに嵌合させる状態を示す断面図
【図４】両ケースが嵌合した状態を示す図２のＡーＡ面の略断面図
【図５】電気接続箱の前面図
【図６】後面図
【図７】ＢーＢ面の断面図
【図８】ＣーＣ面の断面図
【図９】ＤーＤ面の断面図
【図１０】側面図
【図１１】（Ａ）アッパーケースをロアケースに嵌合させたときの押さえ部と回路構成体の拡大断面図  （Ｂ）小径軸部を熱溶着させた状態を示す拡大断面図
【図１２】（Ａ）本発明の第２実施形態の電気接続箱が螺子止めされる前の拡大断面図  （Ｂ）小径軸部が螺子止めされた状態を示す拡大断面図
【符号の説明】
【００５０】
１０…回路構成体
１１…基板
１２…スイッチング素子
１３…バスバー
２０…ロアケース
２１…底板
２４…貫通孔
２４Ａ…拡径孔部
２９…ハウジング
３０…アッパーケース
３６…押さえ部
３７…小径軸部
３７Ａ…抜け止め径大部
４１…螺子
４２…螺子穴
４３…ワッシャー
【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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