(57)【要約】【課題】カバー部材を設けても電池セルの状態を検出するセンサと制御機器を接続しやすくすること。【解決手段】電池モジュール１０は、電池セル１１が、樹脂製の電池ホルダ１２に保持された状態で並設されている。電池セル１１の並設方向に隣り合う接続端子２０は、バスバー２２によって接続されている。バスバー２２は、バスバー２２を貫通したボルト２３が電池セル１１の接続端子２０の螺合穴に螺合されることで接続端子２０に固定されている。ボルト２３の頭部と、接続端子２０との間には、電圧検出端子２４が設けられている。電池モジュール１０は、電池セル１１における接続端子２０が設けられた面と対向して設けられたカバー部材３１を有している。カバー部材３１は、第１のカバー３２及び第２のカバー４１を有している。電圧検出端子２４の信号伝送線２５は、第１のカバー３２と第２のカバー４１との間を通っている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並設された複数の電池セルと、
前記複数の電池セルの並設方向に並んで設けられた第１のカバーと第２のカバーとを有し、前記電池セルの一面と対向して設けられるカバー部材と、
前記電池セルに直接的もしくは間接的に接合され、前記電池セルの状態を検出するセンサと、
前記センサと接合される信号伝送線と、を備え、
前記信号伝送線は、前記第１のカバーと前記第２のカバーとの間を通って制御機器に接続されていることを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
前記第２のカバーは、前記信号伝送線を前記第１のカバーに向けて屈曲させる押圧部を有することを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記第２のカバーは、前記信号伝送線が前記第２のカバーに向けて屈曲することを規制する壁部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記第１のカバーには、前記制御機器が載置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記第１のカバーにおける前記第２のカバー側の縁部及び前記第２のカバーにおける前記第１のカバー側の縁部の少なくとも一方には、前記電池セルの並設方向に切り欠かれた切欠きが設けられ、
前記信号伝送線は、前記切欠きを通って前記制御機器に接続されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記カバー部材は、前記複数の電池セルの全てと対向することを特徴とする請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項７】
並設方向の両端に設けられた前記電池セルには、前記電池セルに電力を供給するためのパワー線が接続されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池セルの状態を検出するセンサを備える電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
電池モジュールには、電池セルの状態を検出するためのセンサが設けられている。例えば、特許文献１に記載の二次電池装置には、電池セルの温度を測定するための温度センサが設けられている。特許文献１に記載の二次電池装置では、複数の電池セルを並列接続したセルユニットがセンターケース内に収容されている。複数の電池セルのうち、最も温度が高くなる位置に設けられた電池セル及び最も温度が低くなる位置に設けられた電池セルには、サーミスタが設けられている。センターケースの側壁において、サーミスタが取り付けられる電池セルと対向する側壁内面には、細長い帯状の溝が形成されている。サーミスタは、溝内に収容される。サーミスタは、電池監視基板に電気的に接続され、電池セルの温度を電池監視基板に出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−３８４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電池モジュールには、電池セルに設けられた圧力開放弁が開放されたときに電池セルの内容物の飛散を抑止することや、電池セルの接続端子に異物が付着することを目的としてカバー部材が取り付けられる場合がある。カバー部材が取り付けられると、センサ（サーミスタ）を制御機器（電池監視基板）に接続するための信号伝送線をカバー部材の縁部まで迂回させなければいけない場合があり、センサと制御機器を接続しにくい。
【０００５】
本発明の目的は、カバー部材を設けても電池セルの状態を検出するセンサと制御機器を接続しやすい電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する電池モジュールは、並設された複数の電池セルと、前記複数の電池セルの並設方向に並んで設けられた第１のカバーと第２のカバーとを有し、前記電池セルの一面と対向して設けられるカバー部材と、前記電池セルに直接的もしくは間接的に接合され、前記電池セルの状態を検出するセンサと、前記センサと接合される信号伝送線と、を備え、前記信号伝送線は、前記第１のカバーと前記第２のカバーとの間を通って制御機器に接続されていることを要旨とする。
【０００７】
これによれば、センサの信号伝送線は、第１のカバーと第２のカバーとの間を通って制御機器と接続されるため、カバー部材の縁部まで信号伝送線を迂回させることなく制御機器に信号伝送線を接続することができる。このため、センサと制御機器を接続しやすい。
【０００８】
上記電池モジュールについて、前記第２のカバーは、前記信号伝送線を前記第１のカバーに向けて屈曲させる押圧部を有することが好ましい。
これによれば、第２のカバーの押圧部によって信号伝送線を押圧することで、信号伝送線の屈曲方向を第１のカバー側に向けることができる。
【０００９】
上記電池モジュールについて、前記第２のカバーは、前記信号伝送線が前記第２のカバーに向けて屈曲することを規制する壁部を有することが好ましい。
これによれば、壁部によって信号伝送線が第２のカバーに向けて屈曲することが規制されるため、信号伝送線の屈曲方向を第１のカバー側に向けることができる。
【００１０】
上記電池モジュールについて、前記第１のカバーには、前記制御機器が載置されていることが好ましい。
これによれば、信号伝送線は、第１のカバーに向けて屈曲するため、信号伝送線を制御機器に接続しやすい。また、第１のカバーを、制御機器を載置するための載置部材として兼用することができる。
【００１１】
上記電池モジュールについて、前記第１のカバーにおける前記第２のカバー側の縁部及び前記第２のカバーにおける前記第１のカバー側の縁部の少なくとも一方には、前記電池セルの並設方向に切り欠かれた切欠きが設けられ、前記信号伝送線は、前記切欠きを通って前記制御機器に接続されることが好ましい。
【００１２】
これによれば、切欠きに信号伝送線を通すことができるため、信号伝送線を第１のカバーと第２のカバーの間に通しやすい。
上記電池モジュールについて、前記カバー部材は、前記複数の電池セルの全てと対向することが好ましい。
【００１３】
これによれば、電池セルに異物が付着することを好適に抑止することができる。
上記電池モジュールについて、並設方向の両端に設けられた前記電池セルには、前記電池セルに電力を供給するためのパワー線が接続されていることが好ましい。
【００１４】
信号伝送線をカバー部材の縁部まで迂回させて制御機器と接続する場合、並設方向の両端に設けられた電池セルに接続されたパワー線と、信号伝送線とが並んで設けられる。この場合、パワー線を流れる電流によって生じる磁場により、制御機器に伝送される信号にノイズが生じる場合がある。信号にノイズが生じると、制御機器が電池セルの状態を正しく把握することができない。信号伝送線が第１のカバーと第２のカバーの間に位置しているため、パワー線と信号伝送線が並んで設けられることが抑制される。このため、制御機器は、電池セルの状態を正しく把握することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、カバー部材を設けても電池セルの状態を検出するセンサと制御機器を接続しやすい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態の電池モジュールを示す斜視図。
【図２】実施形態の電池セルと電池ホルダを示す斜視図。
【図３】（ａ）は実施形態の電池モジュールを示す断面図、（ｂ）は電池モジュールの一部を拡大して示す拡大図。
【図４】実施形態の電池セルを示す断面図。
【図５】実施形態の第１のカバーを示す斜視図。
【図６】実施形態の第２のカバーを示す斜視図。
【図７】実施形態のカバー部材を示す斜視図。
【図８】変形例のカバー部材を示す断面図。
【図９】変形例のカバー部材を示す断面図。
【図１０】変形例のカバー部材を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、電池モジュールの一実施形態について説明する。
図１及び図２に示すように、電池モジュール１０は、電池セル１１（例えば、リチウムイオン二次電池や、ニッケル水素蓄電池などの二次電池）が、樹脂製の電池ホルダ１２に保持された状態で並設されている。電池モジュール１０において、電池セル１１の並設方向両端には、エンドプレート１４が設けられており、このエンドプレート１４によって電池セル１１及び電池ホルダ１２が拘束されている。なお、エンドプレート１４は、例えば、一方のエンドプレート１４から他方のエンドプレート１４に向けて挿通されたボルトが、各エンドプレート１４及び各電池ホルダ１２を挿通して他方のエンドプレート１４側でナットに螺合されることで固定される。
【００１８】
図２に示すように、電池ホルダ１２は、矩形平板状の第１の被覆部６１を有している。第１の被覆部６１の長手方向両端には、第１の被覆部６１の厚み方向に延びる矩形平板状の第２の被覆部６２及び第３の被覆部６３が設けられている。第２の被覆部６２の長手方向第１端部６２ａ（第１の被覆部６１が設けられる端部とは反対側の端部）と、第３の被覆部６３の長手方向第１端部６３ａ（第１の被覆部６１が設けられる端部とは反対側の端部）には、各被覆部６２，６３の短手方向第１端部６２ｂ、６３ｂの間で延びる矩形平板状の第４の被覆部６４が設けられている。第２の被覆部６２及び第３の被覆部６３の長手方向第１端部６２ａ，６３ａには、各被覆部６２，６３と連設され、各被覆部６２，６３の長手方向に延びる矩形平板状のカバー保持部６５が設けられている。各カバー保持部６５における各カバー保持部６５と対向する面には、係止爪６６が設けられている。
【００１９】
図４に示すように、電池セル１１は、ケース１６の内部に、電極組立体１７が収容されている。ケース１６は、有底箱状のケース本体１８と、ケース本体１８の開口部を閉塞する蓋１９とを有する。蓋１９には、電極組立体１７と電気的に接続された接続端子２０（正極端子及び負極端子）が設けられている。接続端子２０は、内周面に雌ねじが形成された螺合穴２１を有している。また、蓋１９には、ケース１６内の圧力が閾値よりも高くなったときに開放される圧力開放弁２６が設けられている。
【００２０】
図３に示すように、電池セル１１は、電池セル１１の並設方向に隣り合う接続端子２０が異なる極性になるように、すなわち、正極端子と負極端子が隣り合うように並設されている。電池セル１１の並設方向に隣り合う接続端子２０は、バスバー２２によって接続されている。バスバー２２は、バスバー２２を貫通したボルト２３が接続端子２０の螺合穴２１に螺合されることで接続端子２０に固定されている。これにより、各電池セル１１は、直列接続されている。
【００２１】
ボルト２３の頭部と、接続端子２０との間には、センサとしての電圧検出端子２４が設けられている。電圧検出端子２４は、電池セル１１の電圧（電池セル１１の状態）を検出するものであり、例えば、金属箔で形成されている。本実施形態において、電圧検出端子２４は、ボルト２３の頭部と、該ボルト２３の頭部と接続端子２０との間に設けられたバスバー２２とに挟まれることで接続端子２０（電池セル１１）に間接的に固定されており、各バスバー２２に一つずつ設けられている。電圧検出端子２４は、信号伝送線２５を有している。
【００２２】
電池モジュール１０は、接続端子２０が設けられた面（電池セル１１の一面）と対向して配置されたカバー部材３１を有している。カバー部材３１は、全ての電池セル１１と対向している。カバー部材３１は、電池ホルダ１２のカバー保持部６５に挟まれるように配置されている。そして、カバー部材３１は、係止爪６６と係止し合うことで、電池ホルダ１２に保持されている。電池セル１１とカバー部材３１との間には、領域Ｓが区画されている。カバー部材３１は、圧力開放弁２６が開放されたときに電池セル１１の内容物が飛散することを抑止する目的や、接続端子２０に異物が付着して電池セル１１が短絡することを抑止する目的で設けられている。カバー部材３１は、第１のカバー３２と第２のカバー４１を有している。
【００２３】
図５に示すように、第１のカバー３２は、矩形板状をなす本体３３と、本体３３の対向する一対の縁部から本体３３の厚み方向に立設された矩形板状の立設部３４とを有している。立設部３４は、本体３３における立設部３４が設けられた縁部とは異なる一対の縁部間の全体にわたって設けられている。本体３３における立設部３４が設けられていない縁部の一方（縁部３５）は、本体３３の厚み方向の面のうち、立設部３４が設けられた面から、立設部３４が設けられていない面に向けて傾斜する傾斜面３６を有している。縁部３５には、円弧状をなす切欠き３７が設けられている。また、立設部３４において、本体３３の縁部３５と同一方向の縁部（長手方向の縁部のうち、本体３３の縁部３５側の縁部）は、傾斜面３６と連続する薄肉部３８を有している。
【００２４】
図６に示すように、第２のカバー４１は、縁部の形状を除いて、第１のカバー３２と同一の形状をなしている。具体的にいえば、第２のカバー４１は、矩形板状をなす本体４２と、本体４２の対向する一対の縁部から本体４２の厚み方向に立設された矩形板状の立設部４３とを有している。立設部４３は、本体４２における立設部４３が設けられた縁部とは異なる一対の縁部間の全体にわたって設けられている。本体４２における立設部４３が設けられていない縁部の一方（縁部４４）は、本体４２の厚み方向の面のうち、立設部４３が設けられていない面から、立設部４３が設けられている面に向けて傾斜する傾斜面４５を有している。また、立設部４３において、本体４２の縁部４４と同一方向の縁部（長手方向の縁部のうち、本体４２の縁部４４側の縁部）は、傾斜面４５と連続する薄肉部４６を有している。また、本体４２は、本体４２の厚み方向に貫通する貫通孔４７を有している。
【００２５】
図７に示すように、第１のカバー３２には、縁部３５に設けられた切欠き３７の一部が本体３３の厚み方向に開口するように第２のカバー４１が重ね合わされている。詳細にいえば、第１のカバー３２の傾斜面３６の一部及び薄肉部３８の一部と、第２のカバー４１の傾斜面４５の一部及び薄肉部４６の一部の各々が対向するように第１のカバー３２に第２のカバー４１が重ねられている。これにより、第１のカバー３２における第２のカバー４１側の縁部３５に切欠き３７が位置する。
【００２６】
図３に示すように、第１のカバー３２には、電池セル１１の状態に応じて電池セル１１の制御を行う制御機器５１（電池ＥＣＵ）が載置されている。制御機器５１は、制御機器用カバー５２に覆われている。制御機器５１には、電圧検出端子２４の信号伝送線２５が接続されている。第２のカバー４１には、回路基板５３が設けられている。回路基板５３は、回路基板用カバー５４に覆われている。
【００２７】
各電圧検出端子２４の信号伝送線２５は、切欠き３７を通って制御機器５１に接続されている。信号伝送線２５は、第２のカバー４１の縁部４４に押圧されて、第１のカバー３２に向けて屈曲している。したがって、第２のカバー４１の縁部４４が押圧部となる。
【００２８】
並設方向の両端の電池セル１１のうち、一方の電池セル１１の接続端子２０には、パワー線Ｐ１が接続されている。パワー線Ｐ１は、カバー部材３１と、エンドプレート１４との間から接続対象（例えば、負荷）に向けて延びている。また、並設方向の両端の電池セル１１のうち、他方の電池セル１１の接続端子２０には、導電部材５５が接続されている。導電部材５５は、貫通孔４７を介して回路基板５３に接続されている。回路基板５３には、パワー線Ｐ２が接続されている。すなわち、並設方向の両端の電池セル１１のうち、他方の電池セル１１には、導電部材５５及び回路基板５３を介してパワー線Ｐ２が接続されている。
【００２９】
次に、本実施形態の電池モジュール１０の作用について説明する。
信号伝送線２５をカバー部材３１の縁部まで迂回させて制御機器５１に接続する場合、並設方向の両端の電池セル１１のうち、他方の電池セル１１（バスバー２２）に設けられた電圧検出端子２４の信号伝送線２５を制御機器５１に接続するためには、カバー部材３１の縁部まで信号伝送線２５を延ばす必要がある。このため、信号伝送線２５と制御機器５１を接続しにくい。また、並設方向の両端の電池セル１１のうち、一方の電池セル１１に設けられた電圧検出端子２４の信号伝送線２５と、他方の電池セル１１に設けられた電圧検出端子２４の信号伝送線２５との長さの差が大きくなる。信号伝送線２５の長さの差が大きいと、配線抵抗に差が生じ、制御機器５１が把握する電圧情報に差がでるおそれがある。
【００３０】
更に、電池セル１１を直列接続する場合、並設方向の両端の電池セル１１にパワー線Ｐ１，Ｐ２が接続される。このため、カバー部材３１の縁部まで迂回させて信号伝送線２５を制御機器５１に接続する場合には、パワー線Ｐ１，Ｐ２と信号伝送線２５が並んで設けられる。パワー線Ｐ１，Ｐ２には、直列接続された各電池セル１１からの電流が流れるため、パワー線Ｐ１，Ｐ２の周囲には磁場が生じる。この磁場に影響されて、信号伝送線２５によって伝送される信号にノイズが生じ、制御機器５１が電池セル１１の電圧を正しく把握できないおそれがある。
【００３１】
本実施形態の電池モジュール１０では、第１のカバー３２と第２のカバー４１の間から信号伝送線２５を延ばしているため、カバー部材３１の縁部まで信号伝送線２５を迂回させる必要がない。
【００３２】
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）信号伝送線２５は、第１のカバー３２と第２のカバー４１の間を通って制御機器５１に接続されている。このため、カバー部材３１の縁部まで信号伝送線２５を延ばす必要がなく、信号伝送線２５を制御機器５１に接続しやすい。
【００３３】
（２）また、カバー部材３１の縁部まで信号伝送線２５を延ばす必要がないため、パワー線Ｐ１，Ｐ２と信号伝送線２５が並んで設けられることが抑制される。このため、パワー線Ｐ１，Ｐ２の周囲に生じる磁場によって、信号にノイズが生じることが抑制され、制御機器５１が電池セル１１の状態を的確に把握することができる。
【００３４】
（３）第２のカバー４１の縁部４４は、信号伝送線２５を第１のカバー３２に向けて押圧している。このため、信号伝送線２５を第１のカバー３２側に屈曲させることができる。
【００３５】
（４）第１のカバー３２には、制御機器５１が載置されているため、第２のカバー４１に押圧された信号伝送線２５を制御機器５１に接続しやすい。また、第１のカバー３２を制御機器を載置するための載置部材として兼用することができる。
【００３６】
（５）信号伝送線２５は、領域Ｓから第１のカバー３２と第２のカバー４１との間を通って制御機器５１に接続されているため、各電圧検出端子２４の信号伝送線２５の長さの差が小さい。このため、信号伝送線２５の配線抵抗の差によって制御機器５１が把握する電圧情報に差がでることが抑制される。
【００３７】
（６）第１のカバー３２の縁部３５には切欠き３７が設けられているため、信号伝送線２５を第１のカバー３２と第２のカバー４１との間から領域Ｓの外部に延設させることができる。
【００３８】
（７）カバー部材３１は、全ての電池セル１１の接続端子２０が設けられた面と対向している。このため、電池セル１１の接続端子２０が設けられた面に異物が付着することを好適に抑止することができる。
【００３９】
（８）ところで、単一の部材からなるカバー部材３１に孔を設けて、その孔から信号伝送線２５を領域Ｓの外部に延ばすことも考えられる。しかしながら、信号伝送線２５には、制御機器５１と接続を行うためのコネクタが設けられるため、孔に信号伝送線２５を通すためには、孔の大きさをコネクタよりも大きくする必要がある。複数のカバーからなるカバー部材３１を用いて、カバーの間から信号伝送線２５を延ばす場合には、信号伝送線２５を挟むようにカバーを配置すればよく、孔にコネクタを通す必要がない。このため、コネクタを制御機器５１に接続した後に、信号伝送線２５を挟むようにカバーを設けることができ、カバー部材３１にコネクタより大きな孔を設ける必要がない。このため、孔を介して異物が接続端子２０に付着することが抑制される。
【００４０】
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○  図８に示すように、第２のカバー４１の縁部４４に、第２のカバー４１の本体４２の厚み方向のうち、電池セル１１側とは反対側の方向に立設する壁部５６を設けてもよい。壁部５６は、第１のカバー３２と第２のカバー４１との間から領域Ｓの外部に延びる信号伝送線２５が第２のカバー４１に向けて屈曲することを規制している。具体的にいえば、信号伝送線２５が第２のカバー４１に向けて屈曲しようとすると、信号伝送線２５が壁部５６に当接するので、第２のカバー４１に向けて屈曲しにくい。このため、信号伝送線２５を第１のカバー３２側に曲げやすい。なお、壁部５６は、縁部４４から離れた位置に設けられていてもよい。
【００４１】
○  図９に示すように、第１のカバー３２に切欠き３７を設けず、第１のカバー３２と第２のカバー４１の縁部３５，４４が重なり合わないようにしてもよい。この場合、電池セル１１における接続端子２０が設けられる面からの離間距離を、第１のカバー３２よりも第２のカバー４１のほうが長くすることで、第１のカバー３２と第２のカバー４１の組み付けの際に、第２のカバー４１を第１のカバー３２に向けて移動させて、第２のカバー４１の縁部４４で信号伝送線２５を第１のカバー３２に向けて押圧できる。また、信号伝送線２５を押圧する必要がない場合には、電池セル１１における接続端子２０が設けられる面からの離間距離を、第１のカバー３２と第２のカバー４１で同一距離や第２のカバー４１よりも第１のカバー３２のほうが長くなるようにしてもよい。
【００４２】
○  図１０に示すように、第１のカバー３２における第２のカバー４１側の縁部３５と第２のカバー４１における第１のカバー３２側の縁部４４の両方に切欠き３７を設けてもよい。
【００４３】
○  ３個以上のカバーからカバー部材３１が構成されていてもよい。この場合、隣り合うカバーのうち、一方が第１のカバーとなり、他方が第２のカバーとなる。
○  実施形態では、電圧検出端子２４が、バスバー２２を介して間接的に電池セル１１に取り付けられているが、接続端子２０（電池セル１１）に電圧検出端子２４を直接的に取り付けてもよい。
【００４４】
○  電池セル１１は、並列接続されていてもよい。この場合、パワー線Ｐ１，Ｐ２は、並設方向の両端の電池セル１１に接続されていてもよいし、他の電池セル１１に接続されていてもよい。
【００４５】
○  第１のカバー３２及び第２のカバー４１は、立設部３４，４３を有していなくてもよく、本体３３，４２のみで構成されていてもよい。
○  電池セル１１は、電池ホルダ１２に保持されていなくてもよく、電池セル１１のみが並設されていてもよい。
【００４６】
○  センサとして、電池セル１１の温度を検出する温度センサを設けて、電池セル１１の状態として、温度を検出してもよい。温度センサは、電池セル１１に直接的に取り付けられていてもよいし、本実施形態のように、バスバー２２などに取り付けられることで、間接的に電池セル１１に取り付けられていてもよい。
【００４７】
○  制御機器５１は、カバー部材３１に載置されていなくてもよく、例えば、電池モジュール１０がケース内に収容されているような場合には、ケース内に収容されていてもよい。
【００４８】
○  カバー部材３１は、電池セル１１の接続端子２０が設けられている面とは異なる面と対向するように配置されていてもよい。
○  カバー部材３１は、全ての電池セル１１と対向していなくてもよく、一部の電池セル１１と対向していればよい。
【符号の説明】
【００４９】
Ｐ１，Ｐ２…パワー線、１０…電池モジュール、１１…電池セル、２０…接続端子、２４…電圧検出端子、２５…信号伝送線、３１…カバー部材、３２…第１のカバー、３７…切欠き、４１…第２のカバー、５１…制御機器。
【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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