(57)【要約】【課題】締結のための作業工数を減らしつつ、締結構造の複雑化を防ぐことができる組電池を提供すること【解決手段】複数の電池と、複数の電池のうち、一の電池の出力端子と他の電池の出力端子１３１、１３２とを締結するバスバー１１とを備え、バスバー１１は、出力端子１３１、１３２の挿入方向に対する断面の大きさより小さい孔により形成され、出力端子１３１、１３２に挿入されている挿入口１２と、挿入口１２の端面から挿入口１２の外側に向けて切り込まれている切り込み部１３とを有する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池と、
前記複数の電池のうち、一の電池の出力端子と他の電池の出力端子とを締結するバスバーとを備え、
前記バスバーは、
前記出力端子の挿入方向に対する断面の大きさより小さい孔により形成され、前記出力端子に挿入されている挿入口と、
前記挿入口の端面から前記挿入口の外側に向けて切り込まれている切り込み部とを有する
ことを特徴とする組電池。
【請求項２】
前記出力端子は、前記挿入口への挿入方向に対する側面に、前記挿入口の端面を係止する溝を有することを特徴とする
請求項１記載の組電池。
【請求項３】
前記バスバーは、前記出力端子に挿入される複数の挿入口の間に波形状に形成された伸縮部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の組電池。
【請求項４】
前記バスバーの挿入口は、テーパー形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の組電池。
【請求項５】
複数の前記バスバーと、前記複数のバスバーを保持する外枠とを有するバスバーモジュールをさらに備え、
前記複数のバスバーは、各バスバーの前記挿入口の位置と挿入される前記出力端子の位置とを対応させて前記外枠に保持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電極端子に弾性的に結合されるクリップを含む連結具により、各単位電池の電極端子間を連結し、当該各単位電池を接続する電池モジュールが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４２６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、当該連結具による締結は部品点数が多くなり、締結構造が複雑であるという問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、締結のための作業工数を減らしつつ、締結構造の複雑化を防ぐことができる組電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、複数の電池の出力端子間を締結するバスバーに、出力端子の挿入方向に対する断面の大きさより小さい穴により形成される挿入口と、挿入口に形成される切れ込み部とを設けることによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、バスバーを出力端子に押し込むことよって、切り込み部を含む、バスバーの挿入口が出力端子を係止することができるため、作業工数を減らしつつ、締結構造の複雑化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る組電池に含まれる複数の単電池の斜視図である。
【図２】図２は、図１の単電池を組み込んだ電池モジュールの斜視図である。
【図３】図３は、本発明の組電池の斜視図である。
【図４】図４は、図３の複数の電池モジュールを配列した状態を示す斜視図である。
【図５】図５は、図３のバスバーモジュールの斜視図である。
【図６】図６は、図５のバスバーモジュールの平面図である。
【図７】図７は、図３の出力端子の斜視図である。
【図８】図８は、図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図９】図９は、図３のバスバーの平面図である。
【図１０】図１０は、図９のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図１１】図１１は、図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１２】図１２は、図３の電池モジュール３０を複数配列した状態を示す平面図である。
【図１３】図１３は、図３の複数の電池モジュール３０に対してバスバーモジュールを位置合わせした状態を示す平面図である。
【図１４】図１４は、図１３のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図１５】図１５は、図１３のＤ−Ｄ線に沿う断面図であって、治具により押し込む状態を示す図である。
【図１６】図１６は、図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１７】図１７は、図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１８】図１８は、図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１９】図１９は、本発明の他の形態に係る出力端子の斜視図である。
【図２０】図２０は、本発明の他の形態に係る出力端子の斜視図である。
【図２１】図２１は、本発明の他の形態に係るバスバーの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
《第１実施形態》
最初に、本発明の実施形態に係る組電池３の電池モジュール３０の構成と、電池モジュール３０に含まれる複数の単電池の構成を、図１及び図２を用いて説明する。図１は、複数の単電池のうち、２個の単電池の斜視図を示しており、上方の電池を単電池２０１、下方の電池を単電池１０１と称している。図２は、組み立てる前の電池モジュール３０の斜視図を示す。
【００１１】
図１に示す単電池１０１は、端部に板状の電極タブ（電極端子）１１１を有し、電極タブ１１１の逆向きの端部に板状の電極タブ１１２が、それぞれ電池の外方に向けて設けられている。電極タブ１１１は正極を、電極タブ１１２は負極の極性を有している。そしてスペーサ１２１とスペーサ１２２が電極タブ１１１を狭持し、スペーサ１２３とスペーサ１２４は電極タブ１１２を狭持する。スペーサは絶縁性を有しており、単電池１０１と積層される単電池２０１との間の絶縁性を保つ。出力端子１３１は、電極タブ１１１と電気的に接続されており、図２に示す電池モジュールの出力端子１３１となる。ハウジング１３３は、出力端子１３１の周囲を保持する。なお、出力端子１３１の詳細な構成は後述する。
【００１２】
単電池２０１は、単電池１０１の上面より積層される。スペーサ２２１は、単電池２０１の電極タブ２１１を上下から狭持するスペーサであって、下側のスペーサを示す。スペーサ２２３は、単電池２０１の電極タブ２１２を上下から狭持するスペーサであって、同様に下側のスペーサを示している。電極タブ２１１は負極の極性を有し、電極タブ２１２は正極の極性を有す。単電池１０１と単電池２０１が積層される際は、電極タブ１１１と電極タブ２１１が電気的に接続される。これにより、単電池１０１と単電池２０１は、直列に接続され、積層される。よって、スペーサ１２２、２２１が設けられている部分には、単電池１０１と２０１の積層方向に隙間が設けられることとなる。
【００１３】
図２は、電池モジュール３０を示す斜視図である。この電池モジュール３０の単電池３０１は、図１に示す単電池１０１、２０１を８個積層したものである（以下、８個の単電池を単電池３０１と総称する）。
【００１４】
単電池３０１の一端には、正極、負極それぞれの出力端子１３１、１３２が接続される。スリーブ３０２は、積層されたそれぞれのスペーサに設けられた孔に挿入され、ボルト等により締め付けることで単電池３０１及びスペーサ３０５を固定する。絶縁カバー３３１は、出力端子１３１及び１３２が接続された単電池３０１の端面側に取り付けられ、電極タブを覆い、電極タブと単電池外部との間の絶縁性を保つ。同様に絶縁カバー３３２は、出力端子１３１、１３２の接続面とは逆側に取り付けられ、電極タブを覆う。スペーサ３０５とアッパーケース３６１の間には、緩衝材３０４挿入する。緩衝材３０４は、車両等に電池モジュールを搭載する時に、車両の振動による単電池への影響を防ぐ機能を司る。
【００１５】
ケース３６０は、アッパーケース３６１とロアケース３６３を有し、図示するようにロアケース３６３に単電池３０１等のアッセンブリを入れ、アッパーケース３６１とロアケース３６３との開口部をカシメ加工することで、単電池３０１及びスペーサ３０５等が収容される。ケース３６０は、薄板アルミ板により形成される。
【００１６】
またアッパーケース３６１の表面には、ケース３６０の内方を向く、膨出部３６２が形成される。膨出部３６２は、アッパーケース３６１の中央部分をプレス成形により、エンボス状に形成される。
【００１７】
差込口３０７は、絶縁カバー３３１に設けられ、コネクタ（図示しない）と嵌合する。コネクタが差込口に３０７に嵌合されると、単電池３０１を構成する単電池の電圧検出端子（図示しない）は、コネクタの端子と電気的に接続される。
【００１８】
そして、組電池３は、扁平型（ラミネートタイプ）の単電池を積層した電池モジュール３０を重ねた電池であって、図２に示す電池モジュール３０を積層することにより形成される。
【００１９】
次に、本例の組電池３の構成を図３〜図６を用いて説明する。図３は組電池３の斜視図を示し、図４は積層された電池モジュール３０の斜視図を示し、図５はバスバーモジュール１の斜視図を示す。図６は、バスバーモジュール１０の平面図を示す。
【００２０】
図３に示すように、本例の組電池３は、４個の電池モジュール３０とバスバーモジュール１とを備えている。４個の電池モジュール３０は、積層されており、バスバーモジュール１により締結されている。電池モジュール３０は、直方体の形状に形成されており、図４に示すように、最も大きな平面を積層面として、４個の電池モジュール３０が積層されている。その際、４個の電池モジュールを直列接続するために、隣り合う電池モジュール３０の間で、正極の出力端子１３１の隣に負極の出力端子１３２が配置されるように並べられる。言い換えると、複数の電池モジュール３０は、出力端子１３１、１３２の極性を交互の逆向きの極性にして配列されている。
【００２１】
図５及び６に示すように、バスバーモジュール１は、外枠１０とバスバー１１とを備える。バスバー１１は、各出力端子１３１、１３２を締結する。バスバー１１には、隣合う電池モジュール３０の２個の出力端子１３１、１３２を締結するものと、１個の出力端子１３１、１３２を締結するものがある。１個の出力端子１３１、１３２を締結するバスバー１１は、バスバーモジュール１において、外側に配置される。各バスバー１１は、締結する出力端子１３１、１３２の位置と対応させて配列された状態で、外枠１０により保持されている。バスバー１１は、銅などの導電性材料で形成され、外枠１０は樹脂等の絶縁性材料で形成される。外枠１０には、バスバー１１を保持するための孔が設けられており、当該孔の周囲は各バスバー１１を狭持する形状をしている（図１４を参照）。バスバー１１のエッジ部分は外枠１０に狭持されることにより、バスバー１１は外枠１０に保持される。
【００２２】
そして、図４に示す、積層された電池モジュール３０の出力端子１３１、１３２側から、図５及び図６に示す、バスバーモジュール１を押し込むことにより、複数の電池モジュール３０がバスバーモジュール１により締結されて、本例の組電池３が形成される。
【００２３】
次に、出力端子１３１、１３２とバスバー１１との締結部分の構成について説明する。まず、図７及び図８を用いて出力端子１３１、１３２の構成を、図９及び図１０を用いてバスバーの構成を説明する。図７は出力端子１３１、１３２の斜視図を、図８は図７のＡ−Ａ線に沿う断面図を、図９はバスバー１１の平面図を示す。図１０は、バスバー１１の断面であって、図９のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００２４】
図７に示すように、出力端子１３１、１３２は、円筒状に形成されており、一方の先端部分が他の部分と比較して、径が小さくなるように形成されている。また出力端子１３１、１３２の側面には、複数の溝１３３が切られている。それぞれの溝１３３は、出力端子１３１、１３２の周囲に沿って切られている。そのため、出力端子１３１、１３２の側面は、中心軸の方向に沿って凹凸が形成されている。出力端子１３１、１３２が、後述する、バスバー１０の挿入口１２に挿入されると、溝１３３は、挿入口１２の端面を係止する。なお、溝１３３の数は少なくとも１本あればよい。
【００２５】
出力端子１３１、１３２の断面は、図８に示すように、円形状である。出力端子１３１、１３２の断面部分の半径（ｒ１）は、後述する挿入口１２の半径（ｒ２）より大きくなるよう形成されているため、出力端子１３１、１３２の軸方向に対する断面積は、挿入口１２の孔の面積より大きい。
【００２６】
図９及び図１０に示すように、バスバー１１は、薄型の板状に形成されており、２つの挿入口１２ａ及び挿入口１２ｂと、切り込み部１３と、伸縮部１４と、テーパー部１５とを備えている。挿入口１２ａは、複数の電池モジュール３０のうち、ある一の電池モジュール３０の出力端子１３１に挿入され、挿入口１２ｂは、当該ある一の電池モジュール３０と異なる、他のモジュール３０の出力端子１３２に挿入される。挿入口１２に挿入される出力端子１３１、１３２の極性は互いに逆であるため、バスバー１０は、一方の極の出力端子１３１、１３２と他方の極の出力端子１３１、１３２とを電気的に接続することになる。
【００２７】
挿入口１２は、出力端子１３１、１３２の断面形状と同様の形状であって、円状に形成されている。出力端子１３１、１３２は、挿入口１２の中心を通り抜けるため、出力端子１３１、１３２の軸方向が挿入方向となる。挿入口１２の孔の半径（ｒ２）は、出力端子１３１、１３２の挿入方向に対する断面の半径（ｒ１）より小さいため、挿入口１２の孔の大きさは、出力端子１３１、１３２の挿入方向に対する断面の大きさより小さい。
【００２８】
またバスバー１１は、挿入口１２の端面から挿入口１２の外側に向けて切り込まれている切り込み部１３を有する。切り込み部１３は、挿入口１２毎に４つ設けられており、挿入口１２の中心点を基準として対象に切り込まれている。言い換えると、各切り込み部の一端を延長した際の交点が挿入口１２の中心点に相当する。また切り込み部１３は、所定の幅を有したスリットの形状で形成されており、先端部分を絞った形状をしている。なお、切り込み部は、必ずしも４つにする必要はなく任意の数でよく、必ずしも挿入口１２の中心点を基準として対象にする必要はない。
【００２９】
伸縮部１４は、挿入口１２ａと挿入口１２ｂとの間であり、波形状に形成されており、挿入口１２ａと挿入口１２ｂとの間に伸縮性をもたせている。テーパー部１５は、挿入口１２ａと挿入口１２ｂの周囲に形成されている。出力端子１３１、１３２は、バスバー１１の下側から上側に向かって挿入されるため、テーパー部１５は、出力端子１３１、１３２が挿入される方向へ向けて凸となる形状に形成されている。
【００３０】
次に、締結された状態における、出力端子１３１、１３２とバスバー１１との締結部分について、図１１を用いて説明する。図１１は、組電池１の部分断面図であて、図３のＣ−Ｃ線に沿う部分断面図である。
【００３１】
バスバー１１が、積層された電池モジュール３０に組み込まれると、電極端子１３１が挿入口１２ａに挿入され、出力端子１３２が挿入口１２ｂに挿入される。また上述したとおり、バスバー１１の挿入口１２ａ及び挿入口１２ｂの孔は、出力端子１３１、１３２の断面より小さく、また挿入口１２の周囲に切り込み部１３が形成されている。そのため、挿入の際には、切り込み部１３により、挿入口１２の孔が拡径し、また切り込み部１３の周囲がたわみ、出力端子１３１、１３２が挿入口１２に入り込む。そして、挿入が完全に終わると、出力端子１３１、１３２の溝１３３により、挿入口１２の端面が係止され、バスバー１２と出力端子１３１、１３２とが締結される。締結された状態において、挿入口１２の端面は溝１３３の内側、言い換えると凹んだ部分に入り込んでいる。挿入口１２は、挿入時に拡径した分、縮径するように作用し、内側に対して圧力をかける。これにより、溝１３３において、端子口１２の端面は溝１３３に引っかかり、バスバー１１の挿入口１２は、出力端子１３１、１３２を係止し、締結する。
【００３２】
図１１では、１つのバスバー１２について説明したが、他のバスバー１２についても同様に、他の出力端子１３１、１３２が挿入されると、挿入口１２が拡径し、バスバー１２が出力端子１３１、１３２を締結する。
【００３３】
これにより、バスバーモジュール１が複数の電池モジュール３０に締結され、本例の組電池１となり、複数の電池モジュール３０は、電気的にも接続される。
【００３４】
次に、本例の組電池１の組み立て方法について、図１２〜図１５を用いて、説明する。図１２は配列された複数の電池モジュール３０の平面図を、図１３は複数の電池モジュール３０にバスバーモジュール１を位置合わせした状態の平面図を、図１４は図１３のＤ−Ｄ線に沿う断面図を、図１５は、図１４に対し、治具４００でバスバーモジュール１を押し込んだ状態の断面図を示す。
【００３５】
まず図１２に示すように、電池モジュール３０を正極と負極とを逆にしながら交互に並べる。次に、図１３及び図１４に示すように、挿入口１２の位置と出力端子１３１、１３２の位置とを合わせ、バスバーモジュール１を、複数の電池モジュール３０の端子側におく。この際、バスバー１１にはテーパー部１５が設けられているため、バスバーモジュール１と複数の電池モジュール３０との位置合わせを容易に行うことができる。
【００３６】
そして、バスバーモジュール１の上側から治具４００により一定の圧力で加圧し、バスバーモジュール１を出力端子１３１、１３２に押し込む。なお、治具４００の代わりに、短絡、感電防止用の端子カバーを用いてもよい。
【００３７】
これにより、出力端子１３１、１３２がバスバー１１により締結され、組電池１が完成する。
【００３８】
上記の通り、本例は、複数の出力端子１３１、１３２を締結するバスバー１１を備え、バスバー１１は、出力端子１３１、１３２の断面より小さい孔により形成されている挿入口１２と切り込み部１３とを有する。これにより、本例は、組み立ての際に、バスバー１１を出力端子１３１、１３２に押し込むことにより、挿入口１２が切り込み部１３の部分で広がり出力端子１３１、１３２が挿入され、切り込み部１３により出力端子１３１、１３２が係止され、バスバー１１が複数の電池モジュール３０を締結する。そして、締結状態において、挿入口１２の端面が溝１３３に引っかかるため、出力端子１３１、１３２が係止される。そのため、出力端子１３１、１３２がバスバー１１に挿入され易く、バスバー１１から外れにくくすることができる。また締結構造が複雑化することを防ぐことができ、組み立ての際に作業工数を減らすことができる。
【００３９】
また本例は、出力端子１３１、１３２の側面に溝１３３を設ける。これにより、挿入口１２の端面が、溝部１３３に引っかかるため、出力端子１３１、１３２がバスバー１２から外れ難くすることができる。
【００４０】
また本例のバスバー１１は、挿入口１２の間に、波形状の伸縮部１４を有する。ここで、図１６及び図１７を用いて伸縮部１４の作用について説明する。図１６及び図１７は、組電池３の部分断面図であって、図１１に対応する断面図である。例えば、図１６に示すように、電池モジュール３０を配列し、電池モジュール３０の間隔が広くなってしまった場合に、本例のバスバー１１を出力端子１３１、１３２に挿入すると、伸縮部１４が伸びるため（図１６の矢印の方向に伸びる）、バスバー１１を出力端子１３１、１３２に挿入し易くすることができる。また図１７に示すように、ある電池モジュール３０が他の電池モジュール３０と比べて傾いて配列されている場合に、本例のバスバー１１を出力端子１３１、１３２に挿入すると、伸縮部１４が変形するため、バスバー１１が電池モジュール３０の傾きにより生じる出力端子１３１、１３２の位置ズレに追従して取り付けられる。このように、本例は、複数の電池モジュール３０の端子間で位置ズレが生じている場合に、伸縮部１４が位置ズレに追随して伸縮するため、バスバー１１を出力端子１３１、１３２に挿入しやすくすることができる。
【００４１】
また本例において、バスバー１１の挿入口１２は、出力端子１３１、１３２が挿入される方向に向けて凸となるテーパー形状に形成されている。ここで、図１８を用いて、テーパー部１５の作用について説明する。図１８は、組電池３の部分断面図であって、図１１に対応する断面図である。図１８に示すように、出力端子１３１、１３２の位置に対して、バスバー１１の位置がずれている状態で、バスバーモジュール１を配列された電池モジュール３０の上側から押し込む場合に、テーパー部１５が出力端子１３１、１３２を誘い込み、挿入口１２が出力端子１３１、１３２に挿入される。これにより、本例は、バスバー１１の挿入口１２と出力端子１３１、１３２との位置合わせを容易にすることができる。
【００４２】
また本例のバスバー１１は、挿入口１２の位置と出力端子１３１、１３２の位置とを対応させて、バスバーモジュールにより保持されている。これにより、複数のバスバー１１がモジュール化された、１つの部品で一体化されるため、バスバーモジュール１を出力端子１３１、１３２の上から押し込むことで、出力端子１３１、１３２の電気的な接続をすることができ、作業時間の短縮を図ることができる。
【００４３】
なお出力端子１３１、１３２は、図１９に示すように、溝１３３を１つのみ形成してもよい。図１９は、出力端子１３１、１３２の斜視図を示す。
【００４４】
また出力端子１３１、１３２は、必ずしも円筒状に形成する必要なく、例えば図２０に示すように、本体部１３１ａを直方体の形状とし、先端部１３１ｂを先端に向かって断面を小さくする四角柱の形状としてもよい。溝１３３は、本体部１３１ａの一部に形成される。また出力端子１３１、１３２が図２０のような形状をとる場合には、図２１に示すように、バスバー１１の挿入口１２は、長方形の形状に形成される。図２１は、バスバー１１の平面図である。挿入口１２の孔の面積は、図２０の出力端子１３１、１３２の本体部における、挿入方向に対する断面積より小さい。また挿入口１２には、切り込み部１３が設けられる。切り込み部１３、挿入口１２の外側に向けて切り込まれている。これにより、出力端子１３１、１３２を挿入口１２へ挿入する際に、挿入口１２の周囲が撓むため、出力端子１３１、１３２を挿入し易くなる。
【００４５】
なお、本例の電池モジュール３０、又は、単電池１０１、２０１、３０１、は本発明「電池」に相当し、あるいは、電池モジュール３０、及び、単電池１０１、２０１、３０１は本発明「電池」に相当する。
【符号の説明】
【００４６】
１…バスバーモジュール
１０…外枠
１１…バスバー
１２…挿入口
１２ａ、１２ｂ…挿入口
１３…切り込み部
１４…伸縮部
１５…テーパー部
３…組電池
３０…電池モジュール
１０１、２０１、３０１…単電池
１１１、１１２、２１１、２１２…電極端子
１２１〜１２４、２２１、２２３…スペーサ
１３１、１３２…出力端子
１３１ａ…本体部
１３１ｂ…先端部
１３３…溝
３０２…スリーブ
３０４…緩衝材
３０５…スペーサ
３０７…差込口
３３１、３３２…絶縁カバー
３６０…ケース
３６１…アッパーケース
３６３…ロアケース
４００…治具
【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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【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】
2011253779.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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