(57)【要約】      （修正有）【課題】ＬＥＤ素子をリード端子で浮かせた状態で基板に取り付けられるハンダ付け治具を提供する。【解決手段】基板１０のハンダ面を露出する開口を設けた第１のプレート１１に、ＬＥＤ素子５４を保持するＬＥＤホルダー５０と、保持した素子５４のリード端子５４ａを基板１０のスルーホール１０ｃの真上に位置するようにＬＥＤホルダー５０を支持する係止部材を備え、第２のプレート１２に、ＬＥＤホルダー５０を圧する押圧部材６０を設ける。前記プレート１１の係止部材５２は、ＬＥＤホルダー５０を出没自在の軸で支持しており、第１のプレート１１に第２のプレート１２を被せ、押圧部材６０がＬＥＤホルダー５０を圧して係止部材の軸が没し、リード端子５４ａがスルーホール１０ｃを介して基板１０から突出する。没するリード端子５４ａの長さを押圧部材６０の寸法で設定し、ＬＥＤ素子５４を浮き上がらせ、プレート１１の開口を上にしてハンダ付けを行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載した回路基板のハンダ付け面を露出する開口が設けられた第１のプレートと、第１のプレートに被せる第２のプレートを有し、
前記第１のプレートには、リード端子を有するＬＥＤ素子を保持するＬＥＤホルダーと、その保持されたＬＥＤ素子のリード端子が基板のスルーホールの真上に位置するようにＬＥＤホルダーを支持する係止部材を備え、前記係止部材が、ＬＥＤホルダーを弾性部材によって進出状態に付勢された出没自在の軸で支持しており、
一方、第２のプレートには、ＬＥＤホルダーを圧する押圧部材が取り付けられているＬＥＤ用ハンダ付け治具。
【請求項２】
上記ＬＥＤホルダーがＬＥＤ素子を１本ごとに保持するものとした請求項１に記載のＬＥＤ用ハンダ付け治具。
【請求項３】
上記押圧部材をＬＥＤホルダーごとに配置して、ＬＥＤホルダーごとに圧するようにした請求項２に記載のＬＥＤ用ハンダ付け治具。
【請求項４】
上記ＬＥＤ素子が、リード端子の一本の根元近傍を房出させたものとし、その房出部分にＬＥＤホルダーの形状を合せるようにした請求項１または３のいずれかに記載のＬＥＤ用ハンダ付け治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
回路基板への後付け部品のハンダ付けに使用するハンダ付け治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フロー方式やリフロー方式の自動機では、後付部品としてハンダ付けの難しい部品を手作業やハンダ付けロボットでハンダ付けしている。
【０００３】
このような手作業やハンダ付けロボットによるハンダ付けでは、通常、部品を装着した部品面と反対面にハンダ付け箇所がある。そのため、後付部品のリード端子を回路基板の部品面のスルーホールに挿通して回路基板を反転させることが必要で、前記基板のハンダ付け面を上向にしてハンダ付けを行う。
【０００４】
ところが、このように部品を装着した基板を反転すると、装着した部品が抜け落ちたり、基板から浮き上がったりする。したがって、部品の保持が必要である。
この問題を解決する方法として、例えば、図１１に示すような掘り込み式の治具を使用することが行われている。
この掘り込み式の治具は、図１１のように、回路基板に合わせた形状の掘り込み１を形成し、その掘り込み１内に、部品６の装着位置に合わせて凹部２を形成したもので、前記凹部２にリード端子が上向になるようにして部品６を入れたのち、図１２のように、回路基板３を前記掘り込み１に部品面側を下向きにして載せ（嵌め込んで）、ハンダ付け作業を行うというものである。
【０００５】
しかし、この方法は、装着する部品６の数が少なく、また、装着する部品６のリード端子数が少ない場合は有効である。ところが、装着する部品６の数が多い場合や、装着する部品６のリード端子数が多くなると、部品６のリード端子を上手く回路基板３のスルーホールに挿通できない問題が発生する。さらに、部品６のバラツキや部品の形状がまちまちなので回路基板３と部品６の間に隙間を生じたりする問題もある。
【０００６】
これらの問題を解決する一つの方法として、例えば、図１３の特許文献１に示す表面実装用治具装置のピンを使用することが考えられる。
【０００７】
この表面実装用治具装置は、治具基板５上にバネにより付勢されたピストンピン４を設け、そのピン４を設けた治具基板５を、表面実装部品を仮置きした回路基板３上に被せるようにしたものである。こうすることで、表面実装部品を回路基板３に対して押圧保持し、高温蒸気雰囲気中に入れた際に、低温の回路基板３に冷却された高温蒸気の凝縮液で、表面実装部品が回路基板３から浮き上がらないようにするというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開昭６４−３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、例えば、電子機器などでは、表示用のＬＥＤを基板に取り付ける際、ＬＥＤのリード端子を利用して基板からＬＥＤを浮かした状態で取り付けたいことが多々ある。
しかしながら、上記のピンを用いた方法では、基板からリード端子を伸ばした状態で任意の高さに取り付ける場合、ピストンピンだけで押圧保持できない問題がある。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、ＬＥＤ素子をリード端子で浮かせた状態で基板に取り付けられるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、この発明は、搭載した回路基板のハンダ付け面を露出する開口が設けられた第１のプレートと、第１のプレートに被せる第２のプレートを有し、
前記第１のプレートには、リード端子を有するＬＥＤ素子を保持するＬＥＤホルダーと、その保持されたＬＥＤ素子のリード端子が基板のスルーホールの真上に位置するようにＬＥＤホルダーを支持する係止部材を備え、前記係止部材が、ＬＥＤホルダーを弾性部材によって進出状態に付勢された出没自在の軸で支持しており、一方、第２のプレートには、ＬＥＤホルダーを圧する押圧部材が取り付けられている構成を採用することができる。
【００１２】
このような構成を採用することにより、回路基板はハンダ付け面を下にした状態で、第１のプレートに搭載し、その搭載した基板上に支持されたＬＥＤホルダーにＬＥＤ素子を装着する。このとき、前記ＬＥＤ素子を装着するＬＥＤホルダーは、弾性部材によって進出状態に付勢された軸によって基板のスルーホール上に支持されているので、装着が簡単にできる。このように、ＬＥＤ素子を装着した第１のプレートに第２のプレートを被せると、第２のプレートの押圧部材が、第１のプレートのＬＥＤホルダーを圧するので、ＬＥＤホルダーを係止する係止手段の軸が没して、前記ホルダーに保持されたＬＥＤ素子のリード端子をスルーホールを介して基板のハンダ面から突出させる。
このように、基板のスルーホールへのＬＥＤ素子のリード端子の挿通ができるので、ハンダ付け作業の効率化が図れる。
このとき、基板に没するリード端子の長さを押圧部材の寸法で設定することにより、基板上に突出するＬＥＤ素子のリード端子の長さを決めて、ＬＥＤ素子を浮き上がらせる長さを決める。
この状態で前記プレートを反転させて開口を上に向けると、開口から基板のハンダ付け面が臨むので、ハンダ付け作業ができる。このとき、基板に搭載されたＬＥＤ素子は、押圧部材により落下しないように固定されるので、ハンダ付け作業が安定して確実に手間を掛けずに容易にできる。
【００１３】
このとき、上記ＬＥＤホルダーがＬＥＤ素子を１本ごとに保持するものとした構成を採用することができる。
【００１４】
このような構成を採用することにより、ＬＥＤ素子の取り付け数に応じてＬＥＤホルダーを増減すれば、回路パターンの異なる基板に対応できる。
【００１５】
また、上記押圧部材をＬＥＤホルダーごとに配置して、ＬＥＤホルダーごとに圧するようにした構成を採用することができる。
【００１６】
このような構成を採用することにより例えば、押圧部材の厚さ（高さ）をＬＥＤホルダーごとに変えれば、ＬＥＤホルダーごとにＬＥＤ素子の高さを変えられる。
そのため、個々の部品に合せて押圧部材を準備すれば、前記素子の寸法誤差を吸収できる。
【００１７】
また、このとき、上記ＬＥＤ素子が、リード端子の一本の根元近傍を房出させたものとし、その房出部分にＬＥＤホルダーの形状を合せるようにした構成を採用できる。
【００１８】
このような構成を採用することにより、ＬＥＤ素子のリード端子にＬＥＤホルダーの形状を合せてあるので、ＬＥＤ素子のリード端子を逆向きに装着すると、ＬＥＤホルダーとＬＥＤのリード端子の形状が合わず、ＬＥＤ素子を装着できないので、装着ミスを防止できる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明は、上記のように構成したことにより、ＬＥＤ素子を基板から浮かした状態で取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態の斜視図
【図２】実施形態の要部の斜視図
【図３】実施形態の斜視図
【図４】実施形態の作用説明図
【図５】実施形態の要部の断面図
【図６】実施形態の断面図
【図７】実施形態の斜視図
【図８】（ａ）ＬＥＤホルダーの斜視図、（ｂ）ＬＥＤホルダーの断面図
【図９】（ａ）実施形態の作用説明図、（ｂ）実施形態の作用説明図
【図１０】実施例１の作用説明図
【図１１】従来例の作用説明図
【図１２】従来例の作用説明図
【図１３】従来例の作用説明図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
この形態のハンダ付け治具は、図１に示すように、回路基板１０を搭載する第１のプレート１１と、前記回路基板１０の上に被さる第２のプレート１２とからなり、第１と第２のプレート１１、１２は、一端にヒンジ１３を設けて開閉自在に取り付けられている。また、他端には第１と第２のプレート１１、１２を止める係合部材１４ａを設けて、後述のように、第２のプレート１２が回路基板１０と回路基板１０上の部品１５に押し圧を加えられるようにしてある。
【００２２】
すなわち、第１のプレート１１は、前記プレート１１の中央に開口１６を設けて、搭載した回路基板１０のハンダ付け面を露出するようになっている。
また、この形態では、開口１６の周囲から内側に向けて、複数の突部１７を設けた構造となっている。前記突部１７は、先端に回路基板１０の取り付け用の孔に嵌る位置決めピンを備えたものである。
また、開口１６は、エッジ部分にテーパー加工を施し、外側に広く開口して作業をし易くしてある。
【００２３】
なお、この形態では、回路基板１０の位置決めを行うため、突部１７を開口１６の内側に向けて設けたが、この突部１７に換えて、例えば、開口１６を回路基板１０よりも十分小さくして、開口１６の周囲に位置決めピンを設ければ、開口１６自体で回路基板１０の位置決めを行うようにもできる。
【００２４】
また、ヒンジ１３は、図２のように、第１プレート１１の長手方向の一端（図１の右側）に立ち上がり１８を設けて取り付けるようにしており、ヒンジ１３は、バネで付勢して、安全のために開放状態を保持するようにしてある。この立ち上がり１８の手前に複数のＬＥＤホルダー５０が設けられている。
【００２５】
前記複数のＬＥＤホルダー５０は、図２のように、ベース（台座）５１に設置されている。前記ベース５１は、例えば両サイドの立壁に長板状の係合片を渡してネジ止めした形状となっており、前記ベース５１には、係止部材５２が取り付けられている。
【００２６】
係止部材５２は、後述の図５のように、ベース５１から軸５３を突出するように取り付けられたシリンダー形式のもので、前記軸５３は、バネなどの弾性部材によって進出状態に付勢されて出没自在になっている。前記軸５３には、ＬＥＤホルダー５０を、例えばＣリングなどで脱着自在に取り付ける。
【００２７】
ＬＥＤホルダー５０は、図８（ａ）のように、Ｚ形に形成されたもので、図８（ｂ）のように、上部の水平部分５０ａに貫通孔５０ｂを設けて、係止部材５２の軸５３を挿通するようになっている。また、下部の水平部分５０ｃの先端には、ＬＥＤ素子５４を装着するための溝５５が設けられている。
前記溝５５は、上部の第１の溝５５ａと下部の第２の溝５５ｂとからなり、図８（ｂ）のように、ＬＥＤ素子５４の本体を第１の溝５５ａへ装着すると、ＬＥＤ素子５４のリード端子５４ａが第２の溝５５ｂに嵌るようになっている。
また、第２の溝５５ｂは、図８（ａ）のように、一方が開放されていて、ハンダ付け作業の終了後、基板１０をスライドさせることで、ＬＥＤ素子５４を前記ホルダー５０の第１の溝５５ａと第２の溝５５ｂから開放することができるようになっている。
そして、第２の溝５５ｂを形成する側壁の一方に切欠５０ｄを設けて、ＬＥＤ素子５４のリード端子５４ａの房出部分５４ｂと合致させることで、図９（ａ）のように、ＬＥＤ素子５４の取り付け方向に規定がある場合に対処できるようにしてある。
さらに、図８（ａ）のように、側壁の他方を斜めにカット５５ｃすることで、取り付けミスをした際に、図９（ｂ）のように、ＬＥＤ素子５４が前記側壁のカット５５ｃで滑って保持できないようにしてある。
【００２８】
このようなＬＥＤホルダー５０は、係止部材５２に取り付けると、保持したＬＥＤ素子５４のリード端子を基板１０のスルーホール１０ｃの真上に保持するようになっている。
このとき、ＬＥＤホルダー５０は、基板１０に取り付けるＬＥＤ素子５４の個数に合せて係止部材５２に取り付ける数を増減することもできる。
なお、この形態では、ＬＥＤホルダー５０を長手方向の一端に設けたが、設置場所は長手方向の一端に限定されるものではない。基板のパターンに合せて適宜決められるものである。
また、この形態では、ＬＥＤホルダー５０は、１個のＬＥＤ素子５４を取り付けるものとしたが、これに限定されるものではなく、１個のホルダー５０に複数個のＬＥＤを取り付けるようにもできる。
【００２９】
一方、第１のプレート１１の他端には、図３に示すように、前述した係合部材１４を取り付けてある。前記係合部材１４は、第１のプレート１１に設けたクリップ１４ａと、後述の第２のプレート１２に設けたフック状の係合片１４ｂで構成されるもので、クリップ１４ａは、渦巻バネを備えた構造となっている。
【００３０】
また、第１のプレート１１には、開口１６とクリップ１４ａの間の開口１６端にストッパー１９が設けてある。前記ストッパー１９は棒状のもので、回路基板１０に装着する端部の部品１５の位置決めを行うためのものである。
さらに、第１のプレート１１には、四隅に支持脚２１が設けてある。前記支持脚２１は樹脂で作られた円柱形のもので、図１のように、第１のプレート１１の裏面側にネジ止めすることにより、第１のプレート１１を浮かせて、部品のリード端子が床に触ることが無いようにしている。
なお、この形態では、支持脚２１は、樹脂製で円柱形のものを使用したが、これに限定されるものではない。例えば、金属製で角柱など、第１のプレート１１を浮かせて台座との間に空間を形成できるものであれば、どのような材質、形状であっても構わない。
【００３１】
一方、第２のプレート１２は、長手方向の一端、つまり、ＬＥＤホルダー５０を取り付けるベース５１と対向する部分に切欠５９を設けて、ＬＥＤホルダー５０の先端を露出するようにしてある。
また、第２のプレート１２には、押さえ部材２２ａ、２２ｂと押圧部材６０が取り付けられている。押さえ部材２２ａ、２２ｂは、前記回路基板１０及び回路基板１０上の回路部品１５が外れないように押さえるためのもので、この形態では、ピン２２ａと弾性材２２ｂによるものを使用している。
前記ピン２２ａは、軸をバネによって付勢したシリンダー形式のもので、後部が第２のプレート１２から突出するようになっている。また、その突出した後部に、例えば内側の軸と外側の外郭間にネジを形成することにより、外郭部分を回動すると、バネが伸縮してピン２２ａの突出する寸法を部品１５の厚みに応じて変更することができるようになっている。
一方、弾性材２２ｂは、ゴムや弾性スポンジを直方体や立方体などに形成したもので、係合用のピンで第２のプレート１２に取り外し自在に取り付けるようにしたものである。
そのため、第２のプレート１２には、前記ピン２２ａと弾性材２２ｂを取り付ける貫通孔が複数設けられており、複数の貫通孔を装着部品１５や回路基板１０に合せて選択できるようにしてある（ちなみに、図１のものでは、全ての貫通孔に押さえ部材２２ａ、２２ｂが挿入されている）。
【００３２】
押圧部材６０は、図２に示すように、ＬＥＤホルダー５０の形状に合せて段差を形成したプラスチック製のもので、前記段差を下にして第２のプレートの切欠５９の端にネジ止めされている。
このように取り付けられた押圧部材６０は、第２のプレート１２を第１のプレート１１に被せると、図５のように、ＬＥＤホルダー５０の第１の溝５５を形成した下方の水平部分５０ｃを圧するようになっている。そして、このように、押圧部材６０がＬＥＤホルダー５０を圧することで、係止部材５２に支持されたＬＥＤホルダー５０を没して、リード端子５４ａはスルーホール１０ｃに挿入される。
そのため、基板１０に没するリード端子５４ａの長さを押圧部材６０の寸法で設定すれば、基板１０上に突出するＬＥＤ素子５４のリード端子の長さを決めて、ＬＥＤ素子５４を浮き上がらせる長さを決められるようになっている。
【００３３】
また、第２のプレート１２は、先にも述べたように長手方向の一端に、図１のように、２個のヒンジ１３を取り付け、他端には、フック状の係止片１４ｂが取り付けられており、前述の第１のプレート１１のクリップ１４ａと係合するようになっている。
さらに、第２のプレート１２の四隅にも支持脚２１が設けられている。支持脚２１は、図４のように、第２のプレート１２の裏面側に設けてあって、後述するように、ハンダ付けの際に、反転した治具を支持するようになっている。
【００３４】
この形態は、上記のように構成されており、このハンダ付け治具は、図１のように、第２のプレート１２を開けて、部品１５を後付する回路基板１０のハンダ付け面を下にして第１のプレート１１に搭載する。
このとき、回路基板１０の端部は、第１のプレート１１のストッパー１９に接するようにする（後述の部品の装着に備えて）。同時に、開口１６の突部１７の位置決めピンを回路基板１０の取り付け孔に嵌める。その際、このような大きさの回路基板１０では、回路基板１０の取り付け孔は基板１０の端部に設けることが多いので、開口１６の端部に突部１７を設けておけば、殆どの場合、異なる機種の回路基板１０でも支持できる。
【００３５】
こうして第１のプレート１１に搭載した回路基板１０に後付部品１５を装着する。
まず、リード端子５４ａで基板１０から浮かせて取り付けるＬＥＤ素子５４以外の部品１５を基板１０へ装着する。装着が完了すると、第２のプレート１２へ押さえ部材２２ａ、２２ｂを取り付ける。
【００３６】
すなわち、装着する部品１５の位置に合せて第２のプレート１２の取り付け孔にピン２２ａを取り付ける。このとき、大きな部品１５の場合は、複数のピン２２ａを取り付けて安定させて支持できるようにしても良い。次に、形状が複雑なコネクタや形状が特異な電解コンデンサ（特に、寝かしたものや平たいコンデンサで倒れやすいもの）など、ピン２２ａでは押さえつけることが難しいものには、スポンジなどの弾性材２２ｂの押さえ部材（立方体や直方体）を取り付ける。さらに、必要であれば、回路基板１０を支持するためのピン２２ａを取り付ける。このように、複数の形状の違う部品１５も作業性を変えることなく作業できる。
【００３７】
一方、リード端子５４ａで浮かせて取り付けるＬＥＤ素子５４の取り付けは、図２のように、ＬＥＤホルダー５０にＬＥＤ素子５４を装着する。このとき、ＬＥＤホルダー５０は、係止部材５２の軸５３によって基板１０上に支持されていて、保持するＬＥＤ素子５４のリード端子５４ａを基板１０のスルーホール１０ｃの真上に位置するようにする。そのため、ＬＥＤ素子５４を装着するだけで、リード端子５４ａをスルーホール１０ｃへ挿入しなくてよいので取り付けは簡単である。
【００３８】
なお、ここでは、ＬＥＤ素子以外の部品１５も第１のプレート１１上で装着するようにしたが、これに限定されるものではない。部品１５を事前に装着した回路基板１０を搭載しても良い。
【００３９】
このように、ＬＥＤ素子５４と前記素子５４以外の部品１５の装着ができると、図３のように、第２のプレート１２を閉じる。そして、閉じた第２のプレート１２の係止片１４ｂを第１のプレート１１のクリップ１４ａで係止して止める。
【００４０】
すると、第２のプレート１２の押圧部材６０が、図４に示すように、第１のプレート１１のＬＥＤホルダー５０を圧するので、圧せられたＬＥＤホルダー５０を係止する係止部材５２の軸５３が没して、図５に示すように、前記ホルダー５０に保持されたＬＥＤ素子５４のリード端子５４ａは、スルーホール１０ｃを介して基板１０のハンダ面から突出する。
【００４１】
そして、回路基板１０を搭載した治具全体を反転して、図６のように、第１のプレート１１の開口１６を上向にする。上向にした開口１６には、図７のように、回路基板１０のハンダ付け面が臨み、スルーホール１０ｃからリード端子５４ａが突出する。このとき、係止部材５２は、図６のように、ＬＥＤホルダー５０を圧して落下しないように保持するので、ハンダ付けが容易にできる。また、ＬＥＤ素子５４以外の部品１５も、ピン２２ａが装着部品１５及び回路基板１０を押して落下しないように支持するので、ハンダ付けが行える。
このように、基板１０に搭載されたＬＥＤ素子５４は、押圧部材により、落下しないように固定されるので、ハンダ付け作業が安定して確実に手間を掛けずに容易にできる。その際、ＬＥＤ素子５４の保持と位置決めができるため、回路基板１０や部品１５を手で保持する必要がない。
また、ＬＥＤ素子５４をＬＥＤホルダー５０に装着して第２のプレート１２を閉じれば、基板１０のスルーホール１０ｃへのＬＥＤ素子５４のリード端子５４ａの挿通ができるので基板１０への装着も容易にできる。
【００４２】
なお、反転させた治具は、図６のように、第２のプレート１２の支持脚２１で支持することで、反転させてもその状態を安定して保持できる。例えば、ピン２２ａや係止片１４ｂが突出していてもガタツクことなく、安定して保持できるので、ハンダ付け作業が安定して確実に手間なく容易に、しかも効率良くできる。
【００４３】
ハンダ付けが終了すると、治具を再度反転させたのち、前記クリップ１４ａを解除して第２のプレート１２を開けて回路基板１０を取り出す。このように、回路基板１０の保持と解除がワンタッチでできる。
【００４４】
このように、部品１５を装着してから反転するので、装着する部品１５の数が多い場合や、装着する部品１５のリード数が多い場合でも装着が上手くできる。そのため、ハンダ付けがミスなくできる。
【実施例１】
【００４５】
実施例１は、図１０のように、ＬＥＤホルダー５０を圧する押圧部材６０にシリンダーピン６０を使用したもので、シリンダーピン６０をＬＥＤホルダー５０ごとに設けたものである。
このように、押圧部材６０をＬＥＤホルダー５０ごとに設けることで、各シリンダーピン６０の突出量をかえられるので、ＬＥＤ素子５４の装着時の高さを変えられるようにしたものである。
そのため、個々の部品に合せて押圧部材６０を設定すれば、前記素子５４の寸法誤差を吸収できる。
【符号の説明】
【００４６】
１０  基板
１０ｃ  スルーホール
１１  第１のプレート
１２  第２のプレート
１４ａ  クリップ
１６  開口
５０  ＬＥＤホルダー
５１  ベース
５２  係止部材
５４  ＬＥＤ素子
５４ａ  リード端子
５４ｂ  房出
５５  溝
６０  押圧部材
【図１】
2011159719.tif 000003
【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】
2011159719.tif 000013
【図１２】
2011159719.tif 000014
【図１３】
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