(57)【要約】【課題】製造装置の小型化とワークにおける温度差の抑制とを図る電気部品製造装置を提供する。【解決手段】この製造装置は、接触しているワーク５２を予熱する予熱部材１０と、予熱部材１０よりも搬送下流に設けられる溶融加熱部材１２と、溶融加熱部材１２よりも搬送下流に設けられて、ワーク５２を冷却する冷却部材１３を備える。製造装置はさらに予熱部材１０、溶融加熱部材１２、冷却部材１３の順に接触させながらワーク５２を搬送する搬送部材を備える。溶融加熱部材１２は、はんだが溶融可能な温度に設定されてワーク５２を加熱する。搬送部は、ワーク５２が予熱部材１０と中間加熱部材１１の両方に同時に接触した状態で停止することなく、さらに中間加熱部材１１と溶融加熱部材１２の両方に同時に接触した状態で停止することなくワーク５２を移動させる間欠搬送を行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されるワーク（５２）に伝導する熱により部品（５１）のはんだ付結合を実施して電気部品を製造する装置であって、
接触している前記ワークを予熱する予熱部（１０）と、
前記予熱部よりも搬送下流に設けられ前記予熱部よりも高温であってはんだが溶融可能な温度に設定されて、接触している前記ワークを加熱する溶融加熱部（１２）と、
前記溶融加熱部よりも搬送下流に設けられて、接触している前記ワークを冷却する冷却部（１３）と、
前記ワークを支持して、前記予熱部、前記溶融加熱部、前記冷却部の順に接触させながら前記ワークを搬送する搬送部（２）と、
を備え、
前記搬送部は、前記ワークが前記予熱部と前記溶融加熱部の両方に同時に接触した状態で停止することなく前記ワークを前記予熱部から前記溶融加熱部に移動させ、前記溶融加熱部において停止させる間欠搬送を行う電気部品製造装置。
【請求項２】
前記溶融加熱部で停止している状態である前記ワークと前記溶融加熱部との接触度合を高める力を提供する接触力強化部（３）をさらに備える請求項１に記載の電気部品製造装置。
【請求項３】
前記ワークは、ターミナル（５２０）と、前記ターミナルにはんだ付結合される素子（５１）とを含んでおり、
前記溶融加熱部は、前記ターミナルにおいて前記素子とのはんだ付部（５１０）を除く接触加熱部位に接触している請求項１または請求項２に記載の電気部品製造装置。
【請求項４】
前記予熱部と前記溶融加熱部との間に設けられ、前記予熱部の温度と前記溶融加熱部の温度との間に含まれる温度に設定されている中間加熱部（１１）をさらに備え、
前記搬送部は、前記ワークを、前記予熱部において停止させ、前記予熱部から前記中間加熱部へ移動させ、前記中間加熱部において停止させる間欠搬送を行う請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電気部品製造装置。
【請求項５】
搬送されるワークに伝導する熱により部品のはんだ付結合を実施して電気部品を製造する装置であって、
前記ワークに接触して予熱する予熱部（１０）と、
前記予熱部よりも搬送下流に設けられ前記予熱部よりも高温であってはんだが溶融可能な温度に設定されて、前記ワークにおける前記部品とのはんだ付部（５１０）を除く接触加熱部位に接触して加熱する溶融加熱部（１２）と、
前記溶融加熱部よりも搬送下流に設けられて接触している前記ワークを冷却する冷却部（１３）と、
前記ワークを支持して前記予熱部、前記溶融加熱部、前記冷却部の順に接触させながら前記ワークを搬送する搬送部（２）と、
を備える電気部品製造装置。
【請求項６】
前記溶融加熱部で停止している状態である前記接触加熱部位と前記溶融加熱部との接触度合を高める力を提供する接触力強化部（３）をさらに備える請求項５に記載の電気部品製造装置。
【請求項７】
前記予熱部と前記溶融加熱部との間に設けられ、前記予熱部の温度と前記溶融加熱部の温度との間に含まれる温度に設定されている中間加熱部（１１）をさらに備える請求項５または請求項６に記載の電気部品製造装置。
【請求項８】
ターミナル（５２０）に素子（５１）をはんだ付結合するためのはんだを準備する工程と、
前記素子を前記ターミナルにおけるはんだ付部（５１０）に設置する設置工程と、
前記設置工程の後、はんだの溶融可能温度よりも低い予熱温度である予熱部材（１０）に前記ターミナルを接触させた状態で停止させて、前記予熱部材によって予熱する予熱工程と、
前記予熱工程の後、前記ターミナルを前記予熱工程における停止状態から搬送して、はんだの溶融可能温度である溶融加熱部材（１２）に前記ターミナルを接触させた状態で停止させて、前記溶融加熱部材によって加熱する溶融加熱工程と、
前記溶融加熱工程の後、前記ターミナルを搬送してはんだが固化する温度である冷却部材（１３）に前記ターミナルを接触させた状態で停止させて前記冷却部材によって冷却して、前記ターミナルに前記素子をはんだ付結合する冷却工程と、
を実施する電気部品の製造方法。
【請求項９】
前記予熱工程および前記溶融加熱工程において、前記予熱部材および前記溶融加熱部材は、前記ターミナルにおける前記はんだ付部を除く接触加熱部位に接触する請求項８に記載の電気部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、電気部品製造装置および電気部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ワークを搬送するコンベアと、ワークに予備加熱および本加熱を施してはんだ付処理した後、冷却するはんだ処理部と、炉を形成する本体部とを有するリフロー炉が記載されている。予備加熱ゾーンのコンベアの上部および下部には熱風発生部が設置され、本加熱ゾーンのコンベアの上部および下部にも熱風発生部が設置されている。
【０００３】
特許文献２には、ワークを搬送するコンベアベルトを通して、ヒータブロックの熱をワークに移動させてワークを加熱することにより、伝導される熱によりリフローはんだ付を行う装置が記載されている。この装置は、ワークを予熱するプリヒート用ヒータブロックと、プリヒート用ヒータブロックの下流側でワークに塗布されたソルダペーストを溶融するリフロー用ヒータブロックと、ワーク冷却速度調整用ヒータブロックと、ワーク冷却用ブロックとを備える。ワーク冷却速度調整用ヒータブロックはリフロー用ヒータブロックの下流側でワークの冷却速度を遅らせるように加熱調節することでワークを緩やかに冷却する。ワーク冷却用ブロックはワーク冷却速度調整用ヒータブロックの下流側でワークを急速に冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−７７６０７号公報
【特許文献２】特許第３１３８４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の装置は、熱風発生装置とリフロー炉とを有するため、製造装置の大型になりやすいという課題がある。
【０００６】
特許文献２の装置は特許文献１の装置に比べて小型化できる。しかし、特許文献２では、プリヒート用ヒータブロックのエリアとリフロー用ヒータブロックのエリアにおいてワークをコンベアで連続的に搬送するため、ワークが温度差のあるエリアをまたいだ状態で加熱される。この加熱状態により、搬送方向においてワークの温度差が大きくなりやすい。このため、ワークにおいて溶融するはんだの表面張力に差が生じてツームストーン現象が発生するという課題がある。また、特許文献２に記載の装置では、溶融したはんだが流動してヒータブロックに付着するという課題がある。
【０００７】
この明細書に開示する一つの目的は、製造装置の小型化とワークにおける温度差の抑制とを図る電気部品製造装置および電気部品の製造方法を提供することである。
【０００８】
この明細書に開示する一つの目的は、製造装置の小型化とはんだの流動抑制とを図る電気部品製造装置および電気部品の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
【００１０】
開示された電気部品製造装置の一つは、搬送されるワーク（５２）に伝導する熱により部品（５１）のはんだ付結合を実施して電気部品を製造する装置であり、接触しているワークを予熱する予熱部（１０）と、予熱部よりも搬送下流に設けられ予熱部よりも高温であってはんだが溶融可能な温度に設定されて、接触しているワークを加熱する溶融加熱部（１２）と、溶融加熱部よりも搬送下流に設けられて、接触しているワークを冷却する冷却部（１３）と、ワークを支持して、予熱部、溶融加熱部、冷却部の順に接触させながらワークを搬送する搬送部（２）と、を備え、搬送部は、ワークが予熱部と溶融加熱部の両方に同時に接触した状態で停止することなくワークを予熱部から溶融加熱部へ移動させ、溶融加熱部において停止させる間欠搬送を行う。
【００１１】
開示された電気部品製造装置によれば、ワークは予熱部、溶融加熱部、冷却部の順に接触しながら各部において温度調節される構造であるので、製造装置の占有容積を抑えることができる。搬送部は、ワークが予熱部と溶融加熱部の両方に同時に接触した状態で停止することなくワークを予熱部から溶融加熱部へ移動させて溶融加熱部において停止させる間欠搬送を行う。このため、予熱部と溶融加熱部の両方が同時にワークを加熱する時間が短く、ワークを溶融加熱部で加熱する時間を十分に確保できる。これにより、ワークの搬送過程において、ワークにおける搬送方向の温度差を抑えるようなワークの加熱を実現できる。このように電気部品製造装置は、製造装置の小型化とワークにおける温度差の抑制効果とを提供することができる。
【００１２】
開示された電気部品製造装置の一つは、搬送されるワーク（５２）に伝導する熱により部品（５１）のはんだ付結合を実施して電気部品を製造する装置であり、ワークに接触して予熱する予熱部（１０）と、予熱部よりも搬送下流に設けられ予熱部よりも高温であってはんだが溶融可能な温度に設定されて、ワークにおける部品とのはんだ付部（５１０）を除く接触加熱部位に接触して加熱する溶融加熱部（１２）と、溶融加熱部よりも搬送下流に設けられて接触しているワークを冷却する冷却部（１３）と、ワークを支持して予熱部、溶融加熱部、冷却部の順に接触させながらワークを搬送する搬送部（２）と、を備える。
【００１３】
開示された電気部品製造装置によれば、ワークは予熱部、溶融加熱部、冷却部の順に接触しながら各部において温度調節される構造であるため、製造装置の占有容積を抑えることができる。溶融加熱部は、ワークにおける部品とのはんだ付部を除く接触加熱部位に熱を与えるため、溶融状態のはんだが大きく流動することを抑えて、溶融状態のはんだが溶融加熱部側に流れてしまうことを抑制できる。このように電気部品製造装置は、製造装置の小型化とはんだの流動抑制とを提供することができる。
【００１４】
開示された電気部品の製造方法の一つは、ターミナル（５２０）に素子（５１）をはんだ付結合するためのはんだを準備する工程と、素子をターミナルにおけるはんだ付部（５１０）に設置する設置工程と、設置工程の後、はんだの溶融可能温度よりも低い予熱温度である予熱部材（１０）にターミナルを接触させた状態で停止させて、予熱部材によって予熱する予熱工程と、予熱工程の後、ターミナルを予熱工程における停止状態から搬送して、はんだの溶融可能温度である溶融加熱部材（１２）にターミナルを接触させた状態で停止させて、溶融加熱部材によって加熱する溶融加熱工程と、溶融加熱工程の後、ターミナルを搬送してはんだが固化する温度である冷却部材（１３）にターミナルを接触させた状態で停止させて冷却部材によって冷却して、ターミナルに素子をはんだ付結合する冷却工程と、を実施する。
【００１５】
開示された電気部品の製造方法によれば、ワークを予熱部材、溶融加熱部材、冷却部材の順に接触させながら各部において温度調節するので、製造装置の占有容積を抑えることができる。さらに、停止状態のワークを予熱部材から溶融加熱部材へ移動させ溶融加熱部材において停止させる製造方法であるため、予熱部材と溶融加熱部材の両方が同時にワークを加熱する時間が短く、ワークを溶融加熱部材で加熱する時間を十分に確保できる。この製造方法によれば、ワークの搬送過程において、ワークにおける搬送方向の温度差を抑えるようなワークの加熱を実現できる。この電気部品の製造方法は、製造装置の小型化とワークにおける温度差の抑制効果とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の製造装置を使用して製造した電気部品の平面図である。
【図２】図１の電気部品においてターミナルと素子とのはんだ付部を示した斜視図である。
【図３】第１実施形態の製造装置の運転に関する構成図である。
【図４】第１実施形態の製造装置について搬送部を取り外した状態を示した斜視図である。
【図５】第１実施形態の製造装置を示した斜視図である。
【図６】第１実施形態の製造装置において搬送部に支持されているワークを示した部分斜視図である。
【図７】第１実施形態の製造装置において押圧装置によってワークと溶融加熱部との接触度合が高められた状態を示した部分斜視図である。
【図８】第１実施形態の製造装置においてワークが溶融加熱部に接触して停止した状態を示した図である。
【図９】第１実施形態の製造装置においてワークが溶融加熱部に接触している状態を示した側面図である。
【図１０】ワークが予熱部から溶融加熱部へ移動する様子を模式的に示した図である。
【図１１】第１実施形態の製造装置において、予熱工程と溶融加熱工程とにおけるワークの温度変化を示した図である。
【図１２】従来の製造装置において、予熱工程と溶融加熱工程とにおけるワークの温度変化を示した図である。
【図１３】第１実施形態の製造装置において、予熱工程と中間加熱工程と溶融加熱工程とにおけるワークの温度変化を示した図である。
【図１４】第２実施形態の製造装置について、予熱部材や中間加熱部材と溶融加熱部材とにおいて互いに隣接する端部の形状を示した図である。
【図１５】第３実施形態の製造装置について、台座に対する、予熱部材、中間加熱部材、溶融加熱部材に係る固定構造を示した平面図である。
【図１６】予熱部材、中間加熱部材、溶融加熱部材に係る固定構造をワークの搬送方向にみた図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１８】
（第１実施形態）
第１実施形態について、図１〜図１３を参照して説明する。第１実施形態では、明細書に開示の目的を達成可能な電気部品製造装置や製造方法の一例を説明する。この電気部品製造装置や製造方法では、熱伝導性を有する部位同士をはんだ付結合する構成を有するワークを含む電気部品を製造することができる。この電気部品製造装置や製造方法では、例えば、導電性を有するターミナルに部品の端子がはんだ付結合されたワークを含む電気部品を製造することができる。このワークは、部品が搭載されたターミナル、または部品が搭載された電気部品とも称することができる。この電気部品は、ターミナルにはんだ付結合されている単数または複数の素子を有することができる。この電気部品は、例えば半導体デバイスを含むが、このような製品に限定されない。
【００１９】
第１実施形態において開示する電気部品製造装置や製造方法は、ワーク５２に固定物を接触させて固体物からの熱移動によってワーク５２を直接加熱し、はんだ付部５１０に設けられたはんだを溶融する。したがって、この製造装置や製造方法は、ワーク５２が固体間の熱伝達によって加熱される方式である。この製造装置や製造方法による製造物である電気部品の一例として、第１実施形態では図１および図２に図示するような電気部品５を開示する。
【００２０】
電気部品５は、ワーク５２と、ワーク５２に溶接接合された第１素子５０とを備えている。ワーク５２は、第２素子５１と第２素子５１が搭載されたターミナル５２０とを含む。第１素子５０は、導電性を有しターミナル５２０側に延びる複数の端子５００を備える。第１素子５０は、端子５００がターミナル５２０に溶接接合されている構成によってターミナル５２０に結合されている。この溶接結合は、第２素子５１とターミナル５２０とのはんだ付結合を実施する前に完了している。つまり、第２素子５１をターミナル５２０の所定位置に設置する状態では、すでに端子５００はターミナル５２０に溶接接合されている。
【００２１】
図１に示すように、ワーク５２は横方向に並ぶ２個のターミナル５２０を有している。ターミナル５２０は、例えば導電性の平板を打ち抜き加工して形成した板状の部材である。ワーク５２は、２個のターミナル５２０を一端側で連結する連結部５２１を有している。連結部５２１は、２個のターミナル５２０の並び方向に延びる板状部分である。連結部５２１には、２個のターミナル５２０の並び方向に並ぶ２個の孔部５２１ａが設けられている。孔部５２１ａは、ワーク５２を製造ライン１上に搬送するために支持装置２１によって支持される被支持部である。
【００２２】
各ターミナル５２０は、第１素子５０と第２素子５１とが結合されている。第１素子５０は、例えば、半導体集積回路等の電子回路を構成する部品である。第２素子５１は、例えば、セラミックコンデンサ等のチップコンデンサである。第２素子５１は、導電部がターミナル５２０のはんだ付部５１０にはんだ付結合されている構成によってターミナル５２０と一体になっている。はんだ付部５１０には、はんだ材料が付着または被覆されている。第２素子５１は、はんだ付部５１０を介してターミナル５２０に載置されるように電気部品５に設けられている。第２素子５１は、ターミナル５２０において、孔部５２１ａである被支持部とは離れた反対側に設けられている。
【００２３】
ターミナル５２０には、製造工程のうちはんだを溶融する工程において溶融加熱部材１２との接触度合を高めるために溶融加熱部材１２にターミナル５２０を押しつける際に、製造装置によって押さえられる被押圧部が設けられている。この被押圧部は孔部５２１ａとはんだ付部５１０との間に位置している。連結部５２１はターミナル５２０の一端側に設けられ、第２素子５１はターミナル５２０の他端側に結合されている。第１素子５０および溶接接合部５０１は、第２素子５１およびはんだ付部５１０よりもターミナル５２０において他方側に設けられていることが好ましい。この構成により、連結部５２１、被押圧部、はんだ付部５１０、溶接接合部５０１は、ターミナル５２０一方側から他方側にかけてこの順に位置している。
【００２４】
はんだ付部５１０は、板状のターミナル５２０において、第１素子５０の端子５００が溶接接合されている溶接接合部５０１を含む面とは反対側の面に設けられている。したがって、はんだ付部５１０は溶接接合面の裏面に設けられている。各ターミナル５２０には、ターミナル５２０の並び方向や端子５００の延びる方向に並ぶ２個の第２素子５１が搭載されている。
【００２５】
次に図３〜図９を参照しながら製造装置および製造方法について説明する。製造装置は、ワーク５２がスライド移動する製造ライン１と、ワーク５２を製造ライン１に押し付けるための押圧装置３と、ワーク５２を製造ライン１上で搬送する搬送部２と、を備えている。図３に示すように、製造装置の運転をつかさどる制御装置４は、製造ライン１における各部材の温度を調節するためにヒータ１００、ヒータ１１０、ヒータ１２０を制御する電子式の制御装置である。ヒータ１００は、製造ライン１における予熱部材１０の温度を調節する発熱装置である。ヒータ１１０は、製造ライン１における中間加熱部材１１の温度を調節する発熱装置である。ヒータ１２０は、製造ライン１における溶融加熱部材１２の温度を調節する発熱装置である。予熱部材１０、中間加熱部材１１、溶融加熱部材１２を加熱する装置は、各部材を直接に加熱する手段であればよく、前述のヒータに限定するものではない。
【００２６】
製造ライン１には、気化したフラックスを回収するために、予熱部材１０、中間加熱部材１１、溶融加熱部材１２等の上面と回収部とを連通させる回収通路が設けられている。回収通路には、吸入用の送風機等による吸引力が作用するように構成されている。この構成によれば、予熱部材１０、中間加熱部材１１、溶融加熱部材１２等の上方に漂う気化したフラックスを回収通路に引き込み、回収部の内部に排出して集めることができる。
【００２７】
さらに制御装置４は、押圧装置３の動作、支持装置２１の動作、搬送用駆動装置２０の駆動力を制御するように構成されている。制御装置４は、制御対象部品の作動を制御するハードウェアおよびソフトウェアを有する。制御装置４は、プログラムに従って動作するマイコンのようなデバイスを主なハードウェア要素として備える。
【００２８】
押圧装置３は、製造方法のはんだを溶融する工程において、ターミナル５２０を熱源に押し付ける外力をワーク５２に与える装置である。押圧装置３は、柱状の押圧部３０を製造ライン１に近づけたり離間させたりするように駆動して、ターミナル５２０の中心付近に位置する被押圧部およびその周囲を適切な圧力で押さえることができる。押圧装置３は、押圧部３０がターミナル５２０を製造ライン１に押し付ける接触状態と、押圧部３０がターミナル５２０から離間した非接触状態とにわたって制御されるアクチュエータを有する。接触状態の動作により、ターミナル５２０と製造ライン１との接触度合が高まるため、押圧装置３は、ワーク５２と製造ライン１との接触度合を高める力を提供する接触力強化部の一例である。
【００２９】
支持装置２１は、製造方法において、ワーク５２を製造ライン１上で移動させるためにターミナル５２０を支持する装置である。支持装置２１は、製造ライン１の側方をスライド移動する搬送部２に設けられたピン状部がターミナル５２０における孔部５２１ａに嵌ることによってターミナル５２０を支持することができる。搬送用駆動装置２０は、搬送部２を製造ライン１に沿う方向に搬送する駆動力を提供する装置である。搬送用駆動装置２０は、支持装置２１がターミナル５２０を支持した状態である搬送部２を駆動する。搬送用駆動装置２０は、所定の送り速度、所定の送り距離、所定の停止時間にしたがってワーク５２をステップ送りする間欠搬送を行うように、搬送部２を駆動するアクチュエータを有する。この動作により、はんだが溶融する工程においてターミナル５２０において大きな温度差が生じないようにでき、ワーク５２におけるはんだ付結合状態に不具合が生じないような製造を実施できる。
【００３０】
図４は、製造ライン１を理解しやすくするために、搬送部２を除いた状態の製造装置を示している。図５は、図４に搬送部２を追加して、正規の製造装置を示している。製造ライン１上には、多数のワーク５２が搬送部２の搬送方向に並んで配置されている。製造ライン１上に並んでいる多数のワーク５２は、図５に示す搬送部２によって、停止状態から所定ピッチずつ搬送方向に送られた後、再び所定時間停止する。この実施形態の例では、最も搬送方向寸法が短い中間加熱部の寸法に合わせて、ワーク５２を２個ずつまたは１個ずつ送る所定ピッチに設定されている。このような送りピッチによれば、製造工程において、ワーク５２が隣接する２つエリアにまたがって停止するような事態を回避している。
【００３１】
製造ライン１は、予熱部、中間加熱部、溶融加熱部、冷却部を備えている。予熱部は、接触しているワーク５２を予熱する予熱部材１０を備えている。予熱部材１０は、ターミナル５２０の温度をはんだが溶融する温度に上げる前に予備加熱するエリアを構成し、予備加熱時間を確保するために溶融加熱部よりも搬送方向に長い寸法となるように設定されている。予熱部材１０は、ヒータ１００によって、例えば１４０℃〜１８０℃の範囲の温度に設定されている。
【００３２】
中間加熱部は、予熱部よりも搬送下流に設けられている。搬送下流とは、製造工程で搬送部２が進行する方向に、より進んだ位置のことを意図している。中間加熱部は、接触しているワーク５２を予熱部よりも高い温度に加熱する中間加熱部材１１を備えている。中間加熱部材１１は、ターミナル５２０の温度をはんだ溶融可能温度に近づけるエリアを構成し、予熱部や溶融加熱部よりも搬送方向に短い寸法となるように設定されている。中間加熱部材１１は、予熱部の温度と溶融加熱部の温度との間に含まれる温度に設定されており、ヒータ１１０によって、例えば１８０℃〜２２０℃の範囲の温度に設定されている。
【００３３】
溶融加熱部は、予熱部や中間加熱部よりも搬送下流に設けられている。溶融加熱部は、接触しているワーク５２を予熱部や中間加熱部よりも高い温度に加熱する溶融加熱部材１２を備えている。溶融加熱部材１２は、接触しているターミナル５２０の温度をはんだが溶融可能な温度になるように、ヒータ１１０によって、例えば２３０℃〜２５０℃の範囲の温度に設定されている。つまり、はんだ付部５１０に設けられたはんだは、ターミナル５２０がこの温度範囲に制御された場合に溶融する材料である。例えば、はんだには溶融温度が２１７℃となる材料が用いられている。
【００３４】
図７は、溶融加熱部で停止している状態のすべてのワーク５２に対して、押圧装置３が押圧力を提供する直前の状態を示している。この状態では、押圧部３０は対応するワーク５２の中心付近の直上に位置している。この後、溶融加熱部で停止している状態のすべてのワーク５２は、押圧装置３によって溶融加熱部材１２に押し付けられている。これにより、溶融加熱部材１２とワーク５２との接触度合が強化されて、固体間の熱伝達の効率を高めることができる。
【００３５】
冷却部は、溶融加熱部よりも搬送下流に設けられている。冷却部は、接触しているワーク５２を冷却する冷却部材１３を備えている。冷却部材１３は、接触しているターミナル５２０の温度をはんだが固化する温度になるように、例えば内部を流通する流体の吸熱作用によって制御されている。
【００３６】
図４等に例示された製造装置は、この実施形態で説明するワーク５２の個数、停止時間、移動時間に限定されず、多様な組み合わせによって構成することができる。例えば、予熱部材１０、中間加熱部材１１、溶融加熱部材１２および冷却部材１３は、搬送方向の長さが異なるものの同様の横断面形状を有するブロック状態で形成されており、この順に隣接して連なることによって製造ライン１を形成している。製造工程において、予熱部材１０には２０個のワーク５２が配置され、中間加熱部材１１には２個のワーク５２が配置され、溶融加熱部材１２には１０個のワーク５２が配置され、冷却部材１３には２個のワーク５２が配置されるようになっている。また、製造ライン１は、中間加熱部材１１を除いた、予熱部材１０、溶融加熱部材１２および冷却部材１３によって構成することもできる。
【００３７】
図６および図８は、製造装置においてワーク５２が搬送部２によって支持されている状態を示している。搬送部２は、支持装置２１のピン状部が孔部５２１ａに下方から嵌った状態によって各ワーク５２を支持している。ピン状部は、搬送方向について各ターミナル５２０に対応する位置で連結部５２１を支持している。したがって、支持装置２１は１個のワーク５２について搬送方向に並ぶ２箇所で支持している。孔部５２１ａはその内径がピン状部の外径よりも大きくなるように形成されている。このため、ピン状部が孔部５２１ａに嵌った状態で、ピン状部と孔部５２１ａとの間にクリアランスが生じ、支持装置２１がワーク５２を支持する工程を円滑に実施することに貢献できる。
【００３８】
図６に示すように、製造装置は複数の搬送部２を有し、各搬送部２は搬送方向に並ぶ４個のワーク５２を支持している。溶融加熱部材１２は、ターミナル５２０において第２素子５１とのはんだ付部５１０を除く接触加熱部位に接触している。図８および図９に示すように、この接触加熱部位は、ターミナル５２０において溶融加熱部材１２の上面１２ａと接触する部分である。この接触加熱部位は、ターミナル５２０において、はんだ付部５１０と連結部５２１との間の範囲である。したがって、はんだ付部５１０と第１素子５０および溶接接合部５０１は、この接触加熱部位の外に位置している。
【００３９】
電気部品を製造する方法は、ターミナル５２０に第２素子５１をはんだ付結合するためのはんだを準備する準備工程、第２素子５１をターミナル５２０におけるはんだ付部５１０に設置する設置工程、予熱工程、中間加熱工程、溶融加熱工程、および冷却工程を備える。準備工程は、すでに第１素子５０が溶接接合されたターミナル５２０に対してはんだ付部５１０にはんだを設置する工程である。設置工程は、製造ライン１上に載置するすべてのワーク５２について、はんだ付部５１０に第２素子５１の導電部が接触するように第２素子５１を所定の位置に設置する工程である。
【００４０】
予熱工程は、設置工程の後、はんだの溶融可能温度よりも低い予熱温度に設定した予熱部材１０にターミナル５２０を接触させた状態で停止させて予熱部材１０によって予熱する。予熱工程では、ワーク５２を１個分ずつステップ送りし、例えば停止状態から移動を開始後、４秒間経過するまで停止する。したがって、各ワーク５２は予熱工程において８０秒間予熱されることになる。中間加熱工程は、予熱工程の後、ターミナル５２０を予熱工程における停止状態から搬送して、予熱温度とはんだの溶融可能温度との間の温度に設定した中間加熱部材１１にターミナル５２０を接触させた状態で停止させて加熱する。中間加熱工程でもワーク５２を１個分ずつステップ送りし、例えば停止状態から移動を開始後、４秒間経過するまで停止するので、各ワーク５２は中間加熱工程において８秒間加熱されることになる。
【００４１】
溶融加熱工程は、中間加熱工程の後、ターミナル５２０を中間加熱部材工程における停止状態から搬送して、はんだの溶融可能温度に設定した溶融加熱部材１２にターミナル５２０を接触させた状態で停止させて溶融加熱部材１２によって加熱する。溶融加熱工程でもワーク５２を１個分ずつステップ送りし、例えば停止状態から移動を開始後、４秒間経過するまで停止するので、各ワーク５２は溶融加熱工程において４０秒間加熱されることになる。冷却工程は、溶融加熱工程の後、ターミナル５２０を溶融加熱工程における停止状態から搬送して、はんだが固化する温度である冷却部材１３にターミナル５２０を接触させた状態で停止させて冷却部材１３によって冷却する。冷却工程でもワーク５２を１個分ずつステップ送りし、例えば停止状態から移動を開始後、４秒間経過するまで停止するので、各ワーク５２は冷却工程において８秒間冷却されることになる。
【００４２】
各工程において搬送部２の動作を制御することにより、製造ライン１上のすべてのワーク５２を同時に所定ピッチ分ステップ送りした後、所定時間停止させ、再び所定ピッチ分ステップ送り後所定時間停止することを繰り返す。つまり、搬送部２は、図１０において破線で示したワーク５２から実線で示したワーク５２へ短時間でワーク５２をステップ送りすることを繰り返す。この搬送部２の動作によればワーク５２は温度の異なる部材間を短時間で通過するため、各ワーク５２が予熱部材１０と中間加熱部材１１の両方に同時に接触した状態で停止しないし、中間加熱部材１１と溶融加熱部材１２の両方に同時に接触した状態で停止しない。つまり、製造工程を通じてワーク５２は、図１０において二点鎖線で示したワーク５２の位置に停止することがない。これにより、製造工程を通じて各ワーク５２の温度が搬送方向について大きくばらつくような事態を回避できる。
【００４３】
図１１は、中間加熱部材１１を有していない場合の製造装置および方法において、予熱工程と溶融加熱工程とにおけるワーク５２の温度変化を示している。この製造装置の場合、ワーク５２は予熱部材１０に対する停止状態から溶融加熱部材１２に対する停止状態になるまで速やかに移動するので、ワーク５２における搬送上流側のターミナル５２０も予熱部材１０から溶融加熱部材１２へ迅速に移動する。この間欠搬送により、搬送上流側のターミナル５２０は搬送下流側のターミナル５２０と同程度の時間、溶融加熱部材１２に接触することができる。なお、搬送上流側とは、製造工程で搬送部２が進行する方向とは反対側を意図している。したがって、搬送上流側のターミナル５２０は、図８において左側のターミナル５２０のことを示している。
【００４４】
図１１に示すように、予熱部材１０に対する停止状態の開始から溶融加熱部材１２に対する停止状態を終了するまでの間、搬送上流側のターミナル５２０の温度変化は、搬送下流側のターミナル５２０の温度変化とあまり変わらないことを示している。溶融加熱部材１２に対する停止状態の初期にワーク５２の温度は急上昇するが、搬送上流側のターミナル５２０と搬送下流側のターミナル５２０とは、温度の立ち上がり時間の差が小さくなっている。これにより、ワーク５２の搬送方向におけるはんだ溶融の時間差が小さく、はんだの溶融状態が不均一になることを抑制でき、はんだ付結合を良好に実施することに寄与する。
【００４５】
これに対して、図１２は従来の製造装置において、予熱工程と溶融加熱工程とにおけるワークの温度変化を示している。ここでいう従来の製造装置は、間欠搬送ではなく、予熱エリアと溶融加熱エリアとの両方にわたって一定の速度でワークを搬送する装置である。この製造装置の場合、ワーク５２における搬送上流側のターミナル５２０は、搬送下流側のターミナル５２０よりも溶融加熱部材から受熱する時間が短くなる。したがって、図１２に示すように、ワークにおいて搬送上流側部の温度変化が搬送下流側部の温度変化よりもなだらかに立ち上がっている。つまり、ワークにおいて搬送方向の温度差が、図１１に示す温度差よりも大きいことを示している。この温度差により、はんだが溶融状態となるのに時間差が生じて溶融状態が不均一になり、ツームストーンなどの不具合が発生しやすくなる。
【００４６】
図１３は、予熱部材１０と溶融加熱部材１２との間に中間加熱部材１１を有している製造装置および方法に関して、予熱工程と溶融加熱工程とにおけるワーク５２の温度変化を示している。図１３において二点鎖線で示している温度変化は、図１１に示した、中間加熱部材１１を有していない場合の温度変化である。この製造装置の場合、ワーク５２は予熱部材１０に対する停止状態から中間加熱部材１１に対する停止状態になるまで迅速に移動し、さらに中間加熱部材１１に対する停止状態から溶融加熱部材１２に対する停止状態になるまで迅速に移動する。この間欠搬送により、搬送上流側のターミナル５２０は搬送下流側のターミナル５２０と同程度の時間、中間加熱部材１１に接触することができる。
【００４７】
図１３に示すように、予熱部材１０に対する停止状態の開始から中間加熱部材１１に対する停止状態を終了するまでの間においても、搬送上流側のターミナル５２０の温度変化は、搬送下流側のターミナル５２０の温度変化とあまり変わらないことを示している。このように中間加熱部材１１を備えることにより、ワーク５２の温度を、はんだの溶融可能温度に向けてさらに段階的に上昇させることができるので、はんだが溶融する温度により到達しやく、また溶融加熱エリアにおけるワーク５２の停止時間を抑えることも可能にする。
【００４８】
次に第１実施形態がもたらす作用、効果について説明する。第１実施形態の電気部品製造装置は、搬送されるワーク５２に伝導する熱により部品のはんだ付結合を実施して電気部品を製造する装置である。この製造装置の一つは、接触しているワーク５２を予熱する予熱部と、予熱部よりも搬送下流に設けられる溶融加熱部と、溶融加熱部よりも搬送下流に設けられる冷却部と、予熱部、溶融加熱部、冷却部の順に接触させながらワーク５２を搬送する搬送部とを備える。溶融加熱部は、予熱部よりも高温であってはんだが溶融可能な温度に設定されて、接触しているワーク５２を加熱する。搬送部は、ワーク５２が予熱部と溶融加熱部の両方に同時に接触した状態で停止することなくワーク５２を予熱部から溶融加熱部へ移動させ、溶融加熱部において停止させる間欠搬送を行う。
【００４９】
この製造装置によれば、ワーク５２は予熱部、溶融加熱部、冷却部の順に接触しながら各部において温度調節される構造である。この加熱方式は、対流加熱でなく固体による熱伝達によるものであるので、製造装置の占有容積を抑えることができる。搬送部は、ワーク５２が予熱部と溶融加熱部の両方に同時に接触した状態で停止することなくワーク５２を予熱部から溶融加熱部へ移動させる間欠搬送を行う。このように予熱部と溶融加熱部の両方が同時にワーク５２を加熱する時間が短く、溶融加熱部でワーク５２全体を加熱する時間を十分に確保できる。これにより、はんだの溶融過程において、ワーク５２における搬送方向の温度差を抑えるようなワーク５２の加熱を実現でき、例えばツームストーンなどの不具合を抑制できる。このように製造装置は、装置全体の小型化とワーク５２における温度差抑制とに寄与する。
【００５０】
電気部品製造装置は、予熱部よりも搬送下流に設けられ予熱部よりも高温であってはんだが溶融可能な温度に設定されて、ワーク５２における部品とのはんだ付部５１０を除く接触加熱部位に接触して加熱する溶融加熱部を備える。
【００５１】
この製造装置によれば、溶融加熱部において、ワーク５２における部品とのはんだ付部５１０を除く接触加熱部位に熱を与えるので、はんだが過剰に流動する状態になることを抑えることができる。はんだの過剰な溶融状態を抑えることにより、溶融状態のはんだが溶融加熱部材１２に流れて付着してしまうことを抑制できる。この製造装置は、装置全体の小型化とはんだの流動抑制とに寄与する。
【００５２】
電気部品製造装置は、溶融加熱部で停止している状態であるワーク５２と溶融加熱部との接触度合を高める力を提供する接触力強化部をさらに備える。この製造装置によれば、ワーク５２が溶融加熱部に載置されて接触している状態に比べて、ターミナル５２０と溶融加熱部との接触度合を高めることができる。この効果により、溶融加熱部の熱をターミナル５２０に効率的に熱伝達させることができるので、はんだの溶融状態を所望の状態にして、より確実なはんだ付結合を実施することに寄与する。
【００５３】
ワーク５２は、ターミナル５２０と、ターミナル５２０にはんだ付結合される素子とを含んでいる。溶融加熱部は、ターミナル５２０において素子とのはんだ付部５１０を除く接触加熱部位に接触している。この製造装置によれば、溶融加熱部と接触しているターミナル５２０における接触加熱部位は、はんだ付部５１０を含んでいないので、はんだ付部５１０の温度が過剰に上がりすぎないようにはんだを溶融させることに寄与する。これによれば、溶融状態のはんだの粘性が下がりすぎて過剰に流動して溶融加熱部材１２に付着することを抑制できる。
【００５４】
電気部品製造装置は、予熱部と溶融加熱部との間に設けられ、予熱部の温度と溶融加熱部の温度との間に含まれる温度に設定されている中間加熱部をさらに備える。搬送部２は、ワーク５２を、予熱部において停止させ、予熱部から中間加熱部へ移動させ、中間加熱部において停止させる間欠搬送を行う。この製造装置によれば、停止状態のワーク５２を予熱部から中間加熱部に移動させて停止し、さらに停止状態のワーク５２を中間加熱部から溶融加熱部に移動させて停止する。これにより、ワーク５２が予熱部と中間加熱部の両方で加熱される時間や中間加熱部と溶融加熱部の両方で加熱される時間を短くすることができ、ワーク５２全体を中間加熱部や溶融加熱部で加熱する時間を十分に確保できる。したがって、搬送方向についてワーク５２の温度差を抑えた加熱を実施でき、例えばツームストーンなどの不具合を抑制できる。さらに、予熱部と溶融加熱部との間に中間加熱部を備えることにより、ワーク５２を加熱する温度設定がより小刻みになるので、ワーク５２の熱変化を緩やかに設定することに寄与する。
【００５５】
電気部品の製造方法の一つは、ターミナル５２０に第２素子５１をはんだ付結合するためのはんだを準備する工程と、第２素子５１をターミナル５２０におけるはんだ付部５１０に設置する設置工程とを実施する。この製造方法は、さらに予熱工程と溶融加熱工程と冷却工程とを実施する。予熱工程は、設置工程の後、はんだの溶融可能温度よりも低い予熱温度である予熱部材１０にターミナル５２０を接触させた状態で停止させて、予熱部材１０によって予熱する工程である。溶融加熱工程は、予熱工程の後、ターミナル５２０を予熱工程における停止状態から搬送して、はんだの溶融可能温度である溶融加熱部材１２にターミナル５２０を接触させた状態で停止させて溶融加熱部材１２によって加熱する工程である。冷却工程は、溶融加熱工程の後、ターミナル５２０を搬送してはんだが固化する温度である冷却部材１３にターミナル５２０を接触させた状態で停止させて冷却部材１３によって冷却してターミナル５２０に素子をはんだ付結合する。
【００５６】
この製造方法によれば、ワーク５２を予熱部材１０、溶融加熱部材１２、冷却部材１３の順に接触させながら温度調節するので、製造装置の占有容積を抑えることができる。さらに製造方法は、停止状態のワーク５２を予熱部材１０から溶融加熱部材１２へ移動させ溶融加熱部材１２において停止させる方法である。このため、予熱部材１０と溶融加熱部材１２の両方が同時にワーク５２を加熱する時間が短く、ワーク５２全体が溶融加熱部材１２で加熱されている時間を十分に確保できる。この製造方法によれば、ワーク５２の搬送過程において、ワーク５２において搬送方向の温度差を抑える加熱を実現でき、例えばツームストーンなどの不具合を抑制できる。この電気部品の製造方法は、製造装置の小型化とワーク５２における温度差抑制とに寄与する。
【００５７】
予熱工程および溶融加熱工程において、予熱部材１０および溶融加熱部材１２は、ターミナル５２０におけるはんだ付部５１０を除く接触加熱部位に接触する。この製造方法によれば、溶融加熱部材１２において、ワーク５２における第２素子５１とのはんだ付部５１０を除く接触加熱部位に熱を与えるので、はんだが過剰に流動する状態になることを抑えることができる。これにより、溶融状態のはんだが溶融加熱部材１２に流れて付着してしまうことを抑制できる。この製造方法は、装置全体の小型化とはんだの流動抑制とに寄与する。
【００５８】
溶融加熱工程においては、溶融加熱部材１２で停止している状態であるワーク５２と溶融加熱部材１２との接触度合を高める外力を提供する。この製造方法によれば、ワーク５２が溶融加熱部材１２に載置されて接触している状態に比べて、ターミナル５２０と溶融加熱部材１２との接触度合を高めることができる。この効果により、溶融加熱部材１２の熱がターミナル５２０に効率的に熱伝達するので、ターミナル５２０と第２素子５１とのはんだ付結合をより確実に実施することに寄与する。
【００５９】
（第２実施形態）
第２実施形態について図１４を参照して説明する。第２実施形態において、第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品および説明しない構成は、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。第２実施形態では、第１実施形態との相違点のみ説明する。
【００６０】
図１４に示すように、隣接する予熱部材１０と溶融加熱部材１２との間には隙間が設けられている。隣接する中間加熱部材１１と溶融加熱部材１２との間には隙間が設けられている。また、隣接する溶融加熱部材１２と冷却部材１３の間に隙間が設けられていてもよく、隣接する予熱部材１０と中間加熱部材１１との間に隙間が設けられていてもよい。これらの隙間は、搬送されるワーク５２が製造ライン１から脱落しないように設定されている。
【００６１】
予熱部材１０は、隣接する中間加熱部材１１や溶融加熱部材１２に対面する搬送下流端面１０ｂに向かうにつれて、上面１０ａが低くなる表面形状を有する角部１０ａ１を備える。中間加熱部材１１は、隣接する溶融加熱部材１２に対面する搬送下流端面１１ｂに向かうにつれて、上面１１ａが低くなる表面形状を有する角部１１ａ１を備える。中間加熱部材１１は、隣接する予熱部材１０に対面する搬送上流端面に向かうにつれて、上面１１ａが低くなる表面形状を有する角部を備える。溶融加熱部材１２は、隣接する予熱部材１０や中間加熱部材１１に対面する搬送上流端面１２ｂに向かうにつれて、上面１２ａが低くなる表面形状を有する角部１２ａ１を備える。これらの角部は、湾曲面状、面取り形状で形成することができる。これらの角部は、ワーク５２を製造ライン１で安定的かつ円滑に搬送できるような寸法に設定されている。
【００６２】
第２実施形態の製造装置によれば、搬送部２によってワーク５２を搬送する際に、製造ライン１において隣接する部材間でワーク５２をスムーズに滑らすことに寄与する。したがって、第２実施形態によれば、生産性に優れた製造装置を提供できる。
【００６３】
（第３実施形態）
第３実施形態について図１５および図１６を参照して説明する。第３実施形態において、第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品および説明しない構成は、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。第３実施形態では、第１実施形態との相違点のみ説明する。
【００６４】
図１５および図１６に示すように、予熱部材１０、中間加熱部材１１、溶融加熱部材１２のそれぞれは、搬送方向について一方側または他方側において、台座部材１４に固定されている。予熱部材１０、中間加熱部材１１、溶融加熱部材１２のそれぞれは、搬送下流端部近傍または搬送上流端部近傍において、台座部材１４に固定されている固定部１５を備える。固定部１５は、予熱部材１０、中間加熱部材１１、溶融加熱部材１２のそれぞれにおいて、搬送方向について１箇所に設けられている。したがって、予熱部材１０、中間加熱部材１１、溶融加熱部材１２のそれぞれは、搬送方向について１箇所のみで台座部材１４に固定されている。
【００６５】
第３実施形態によれば、製造過程において予熱部材１０、中間加熱部材１１、溶融加熱部材１２が熱膨張したとしても、各部材における台座部材１４に対する拘束部位が搬送方向に１箇所であるため、熱膨張による変形を逃すことができる。したがって、ワーク５２との接触面が大きく変形することを回避でき、ワーク５２への熱伝達性能を確保できる製造装置を提供できる。
【００６６】
（他の実施形態）
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【００６７】
前述の実施形態において、ワーク５２は横方向に並ぶ２個のターミナル５２０を有しているが、ターミナルの個数は２個の限定するものではない。例えばワーク５２は、１個または３個以上のターミナルを有する構成でもよい。
【００６８】
前述の実施形態において押圧装置３は、ワーク５２と溶融加熱部との接触度合を高める力を提供する接触力強化部に含まれる。製造装置における接触力強化部は、押圧装置３のようにワーク５２を溶融加熱部に対して押し付ける構成に限定するものではない。接触力強化部は、ワーク５２を吸引力等によって溶融加熱部に引き付ける構成であってもよい。
【００６９】
前述の実施形態における押圧装置３は、溶融加熱部だけでなく、他のエリアにおいてもワーク５２との接触度合を高める力を提供する構成としてもよい。これにより、溶融加熱部だけでなく、他のエリアにおいてもワーク５２との接触度合が強化されて、固体間の熱伝達の効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００７０】
２…搬送部、  ３…押圧装置（接触力強化部）
１０…予熱部材（予熱部）、  １１…中間加熱部材（中間加熱部）
１２…溶融加熱部材（溶融加熱部）、  １３…冷却部材（冷却部）
５１…第２素子（部品、素子）、  ５２…ワーク
５１０…はんだ付部、  ５２０…ターミナル
【図１】
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【図２】
2019134136.tif 000004
【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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