(57)【要約】【課題】装置本体の小型化を図りつつ、発熱体の冷却効果を向上させることができる冷却装置及びこれを用いた電子装置を提供する。【解決手段】回路基板１１に実装され、且つ、筐体１０に覆われた発熱体を、冷却ファン３１を用いて冷却する冷却装置１であって、筐体１０は、冷却ファン３１からの風を筐体１０内へ流入させる第１開口部１３Ａと、第１開口部１３Ａから筐体１０内へ流入される風を、発熱体に向かう方向に誘導する誘導部１５と、回路基板１１において発熱体が配置されている面である配置面１１Ｓと対向するように設けられた上面１９と、を備え、上面１９は、発熱体に向かう凸状１６を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に実装され、且つ、筐体に覆われた発熱体を、冷却ファンを用いて冷却する冷却装置であって、
前記筐体は、
前記冷却ファンからの風を前記筐体内へ流入させる第１開口部と、
前記第１開口部から前記筐体内へ流入される風を、前記発熱体に向かう方向に誘導する誘導部と、
前記回路基板において前記発熱体が配置されている面である配置面と対向するように設けられた上面と、を備え、
前記上面は、前記発熱体に向かう凸状を有する
冷却装置。
【請求項２】
前記誘導部は、前記発熱体に向かう方向に頂点を向けた略Ｕ字形状に形成されている
請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
回路基板に実装され、且つ、筐体に覆われた発熱体を、冷却ファンを用いて冷却する冷却装置であって、
前記筐体は、
前記冷却ファンからの風を前記筐体内へ流入させる第１開口部と、
前記回路基板において前記発熱体が配置されている面である配置面と対向するように設けられた上面と、
前記上面と前記配置面とを連結するように設けられ、前記発熱体を挟んで互いに対向する一対の側壁面と、を備え、
前記一対の側壁面のいずれか一方の前記発熱体側は、前記発熱体に向かう凸状を有する
冷却装置。
【請求項４】
前記一対の側壁面のそれぞれの前記発熱体側には、前記凸状が設けられ、
前記各に設けられた前記凸状の、前記発熱体に向かう方向の長さは、前記一対の側壁面の間を通る風の方向が、前記発熱体に向かう方向となるように定められている
請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
さらに、
前記第１開口部に対向して、前記筐体内へ流入された風を当該筐体外に流出させる第２開口部を備え、
前記第１開口部及び前記第２開口部のうち少なくとも一方には、格子状の金属部材が設けられている
請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却装置と、
前記風を発生させる冷却ファンと、
前記発熱体として電子部品が実装された回路基板と、
を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置及びこれを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品などといった発熱体を冷却する冷却装置が存在する。特許文献１には、下記のような冷却装置が記載されている。
【０００３】
図１１Ａは、従来の冷却装置の外観を示した斜視図である。図１１Ｂは、図１１Ａに示された冷却装置をＡ−Ａ方向に見た側面図である。図１２は、回路基板への気流制御部材の取付態様を示した斜視図である。
【０００４】
この種の冷却装置では、図１２に示すように、４本の脚部５１が設けられた気流制御部材４０が用いられる。気流制御部材４０には、天板部４２と２つの側板部４３とが設けられている。このような構造の気流制御部材４０は、天板部４２の直下に、発熱体としての電子部品１２（図１１Ａ及び図１１Ｂ参照）が位置するように回路基板１１上に取り付けられる。回路基板１１への取付けは、脚部５１がスルーホールに挿入され、半田付けされることにより行われる。
【０００５】
図１１Ａに示すように、先述した気流制御部材４０は、冷却ファン３１と組み合わさった状態で、冷却装置１００を構成する。
【０００６】
気流制御部材４０では、天板部４２と、２枚の側板部４３と、回路基板１１とで、冷却ファン３１から、冷却ファン３１とは逆側に通じる、風６１の流路が形成されている。そして、流路７１の中には、電子部品１２が存在する。
【０００７】
天板部４２には、図１１Ｂに示すように、電子部品１２側に凸状の湾曲面４４が形成されている。この湾曲面４４は、天板部４２と電子部品１２との間でベンチュリー効果が奏されるようにするために形成されている。
【０００８】
冷却ファン３１によって風６１が生じると、その風６１は、図１０Ｂに示すように、流路７１を流れる。そして、先述したように、天板部４２には湾曲面４４が形成されているから、ベンチュリー効果によって、天板部４２と電子部品１２との間の距離が最も小さな“くびれ部７２”において、風速が最大となる。これにより、電子部品１２の冷却を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−５９０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、電子部品の冷却効果を向上させるために、くびれ部７２における風速を大きくするには、風６１の入口における、天板部４２と電子部品１２との間の距離ｈ２から、くびれ部７２における、天板部４２と電子部品１２との間の距離ｈ１との間の差を大きくする必要がある。
【００１１】
しかしながら、前記差を大きくするには、距離ｈ２を大きくする必要がある。その場合、側板部４３の高さが大きくなり、その結果、気流制御部材４０の高さが大きくなる。また、気流制御部材４０の高さを大きくした分だけ、冷却ファン３１が大型化してしまう。
【００１２】
本発明は、装置本体の小型化を図りつつ、発熱体の冷却効果を向上させることができる冷却装置及びこれを用いた電子装置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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る冷却装置は、回路基板に実装され、且つ、筐体に覆われた発熱体を、冷却ファンを用いて冷却する冷却装置であって、前記筐体は、前記冷却ファンからの風を前記筐体内へ流入させる第１開口部と、前記第１開口部から前記筐体内へ流入される風を、前記発熱体に向かう方向に誘導する誘導部と、前記回路基板において前記発熱体が配置されている面である配置面と対向するように設けられた上面と、を備え、前記上面は、前記発熱体に向かう凸状を有する。
【００１４】
この構成によると、回路基板上に実装された発熱体は筐体によって覆われている。そして、この筐体内には、第１開口部によって、冷却ファンによって発生した風が流入する。筐体内に流入した風は、誘導部によって発熱体に向かう方向に誘導される。
【００１５】
上面が有する凸状先端と発熱体表面との間の距離は、第１開口部の高さよりも十分に小さい。よって、凸状先端と発熱体との間においてベンチュリー効果が生じるので、発熱体上方において風速が大きくなる。
【００１６】
これにより、従来のように、風が流入する開口の高さを大きくしなくても、発熱体の冷却効果を向上させることができる。その結果、装置本体の小型化を図りつつ、発熱体の冷却効果を向上させることができる。
【００１７】
また、前記誘導部は、前記発熱体に向かう方向に頂点を向けた略Ｕ字形状に形成されていてもよい。
【００１８】
この構成によると、誘導部は、発熱体に向かう方向に頂点を向けた略Ｕ字形状に形成されているので、第１開口部から筐体に流入した風を、効率よく、発熱体に向けて誘導することができる。
【００１９】
また、本発明の他の態様に係る冷却装置は、回路基板に実装され、且つ、筐体に覆われた発熱体を、冷却ファンを用いて冷却する冷却装置であって、前記筐体は、前記冷却ファンからの風を前記筐体内へ流入させる第１開口部と、前記回路基板において前記発熱体が配置されている面である配置面と対向するように設けられた上面と、前記上面と前記配置面とを連結するように設けられ、前記発熱体を挟んで互いに対向する一対の側壁面と、を備え、前記一対の側壁面のいずれか一方の前記発熱体側は、前記発熱体に向かう凸状を有する。
【００２０】
この構成によると、一対の側壁面が、上面と配置面とを連結するように設けられ、発熱体を挟んで互いに対向している。そして、一対ののうちいずれか一方の発熱体側には発熱体へ向かう凸状が設けられている。
【００２１】
これにより、一対の側壁面の間に流入した風の風速がベンチュリー効果によって大きくなり、外部に流出するから、従来のように、風が流入する開口の高さを大きくしなくても、発熱体の冷却効果を向上させることができる。
【００２２】
また、前記一対の側壁面のそれぞれの前記発熱体側には、前記凸状が設けられ、前記各に設けられた前記凸状の、前記発熱体に向かう方向の長さは、前記一対の側壁面の間を通る風の方向が、前記発熱体に向かう方向となるように定められていてもよい。
【００２３】
この構成によると、一対の側壁面の各々の発熱体側に設けられている凸状の、発熱体に向かう方向の長さは、一対の側壁面の間を通る風の方向が、発熱体に向かう方向となるように定められているので、発熱体の冷却効果を向上させることができる。
【００２４】
さらに、前記第１開口部に対向して、前記筐体内へ流入された風を当該筐体外に流出させる第２開口部を備え、前記第１開口部及び前記第２開口部のうち少なくとも一方には、格子状の金属部材が設けられていてもよい。
【００２５】
この構成によると、冷却ファンからの風を筐体内に流入させる第１開口部と、筐体内に流入した風を外部へ流出させる第２開口部のうち少なくとも一方には、格子状の金属部材が設けられているので、発熱体からの電磁波が第１開口部及び第２開口部のいずれか一方を通じて冷却装置から伝播すること、及び、冷却装置外部の電磁波が、第１開口部及び第２開口部のいずれか一方を通じて、冷却装置内部の発熱体に伝播することを抑制することができる。よって、電磁シールド機能を兼ね備えることができる。
【００２６】
また、本発明のさらに他の態様に係る電子機器は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却装置と、前記風を発生させる冷却ファンと、前記発熱体として電子部品が実装された回路基板と、を備える。
【００２７】
この構成によると、先述の冷却装置を備えるので、先述の効果を奏する電子機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によると、装置本体の小型化を図りつつ、発熱体の冷却効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶ディスプレイ装置の外観の一例を示した斜視図である。
【図２】図１の液晶ディスプレイ装置を分解した状態を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る冷却装置の外観の一例について示した斜視図である。
【図４】図３の冷却装置の透過図である。
【図５】図３の冷却装置の上面図である。
【図６】図３のＡ−Ａ方向に見た側面図である。
【図７】図３のＢ−Ｂ方向に見た側面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る冷却装置の構成の一例を示した上面図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る冷却装置の構成の一例を示した上面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る冷却装置の構成の一例を示した上面図である。
【図１１Ａ】従来の冷却装置の外観を示した斜視図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａに示された冷却装置をＡ−Ａ方向に見た側面図である。
【図１２】回路基板への気流制御部材の取付態様を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００３１】
また、以下では、電子機器として液晶ディスプレイ装置を例示しているが、本発明ではこの例には限られず、発熱体として電子部品を備え、当該電子部品の冷却が求められる装置であればよい。
【００３２】
（実施の形態１）
＜液晶ディスプレイの構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶ディスプレイ装置の外観の一例を示した斜視図である。図２は、図１の液晶ディスプレイ装置を分解した状態を示す分解斜視図である。
【００３３】
液晶ディスプレイ装置Ａは、フロントキャビネットａと、複数のベゼルｂと、液晶パネルｃと、モールドフレームｄと、光学板ｅと、反射シートｆと、リアフレームｇとを備える。
【００３４】
フロントキャビネットａは、液晶ディスプレイ装置Ａの前方側に配置される枠状の部材である。各ベゼルｂは、液晶パネルｃの外枠を保護し当該外枠に沿って設けられる部材である。液晶パネルｃは画像を表示する。
【００３５】
モールドフレームｄは、液晶パネルｃをその背面側から支持する部材である。光学板ｅは、拡散板や導光板等、複数の部材からなる部材である。反射シートｆは、図示しないＬＥＤからの光を光学板ｅ方向へ反射させる部材である。リアフレームｇは、液晶ディスプレイ装置Ａの後部筐体となる部材である。
【００３６】
液晶パネルｃの外枠周辺には、液晶パネルｃを作動させるための電子部品１２（図４参照）が実装された回路基板１１（図３参照）が配置されている。この回路基板１１に実装された電子部品（発熱体）１２を冷却するための冷却装置が、液晶ディスプレイ装置Ａの中に収められている。
【００３７】
＜冷却装置の構成＞
図３は、本発明の実施の形態１に係る冷却装置の外観の一例について示した斜視図である。図４は、図３の冷却装置１の透過図である。図５は、図３の冷却装置の上面図である。図６は、図２のＡ−Ａ方向に見た側面図である。図７は、図３のＢ−Ｂ方向に見た側面図である。
【００３８】
図３に示すように、冷却装置１は、冷却ファン３１と組み合わされて用いられる。冷却装置１は、筐体１０を備えている。筐体１０は、図４に示すように、回路基板１１に実装された電子部品１２の上方を覆うようにして取り付けられる。
【００３９】
筐体１０の回路基板１１への取り付け方法としては、例えば、図６に示すように、脚部１８をフック状に形成してスルーホール１１０へ通し、当該フックにより回路基板１１に固定することが挙げられる。或いは、回路基板１１に形成されたスルーホール１１０へ脚部１８を挿入した後の半田付けが挙げられる。
【００４０】
図３及び図４に示すように、筐体１０は、第１開口部１３Ａと、誘導部１５と、上面１９と、を備える。
【００４１】
第１開口部１３Ａは、冷却ファン３１の送風口（図示せず）と対向して設けられており、冷却ファン３１からの風を筐体１０内に流入させる。この第１開口部１３Ａには、格子状の金属部材２０が設けられている。
【００４２】
誘導部１５は、第１開口部１３Ａから筐体１０内に流入される風を電子部品１２に向かう方向に誘導する。この誘導部１５は、上面１９の裏において、電子部品１２に向かう方向に頂点を向けた略Ｕ字形状の凹状によって構成されている。
【００４３】
上面１９は、回路基板１１において電子部品１２の配置面１１Ｓと対向するように設けられている。この上面１９の裏において、電子部品１２の直上には、電子部品１２に向かう凸状１６が形成されている。これにより、電子部品１２の表面と凸状１６の頂点との間の間隔は、第１開口部１３Ａの高さよりも十分に小さくなる。
【００４４】
そして、筐体１０には、第１開口部１３Ａに対向して第２開口部１３Ｂが設けられている。この第２開口部１３Ｂは、筐体１０内に流入した風を筐体１０外へ流出させる。第２開口部１３Ｂには、第１開口部１３Ａと同様に、格子状の金属部材２０が設けられている。
【００４５】
筐体１０には、さらに、上面１９と電子部品１２の配置面１１Ｓとの間を連結するように一対の側壁面１４Ａ、１４Ｂが設けられている。一対の側壁面１４Ａ、１４Ｂは、電子部品１２を挟みつけるようにして設けられている。
【００４６】
側壁面１４Ａには、図４及び図６に示すように、電子部品１２の方向へ向かう凸状１７Ａが形成されており、側壁面１４Ｂにも、電子部品１２の方向へ向かう凸状１７Ｂが形成されている。
【００４７】
＜冷却装置の作用＞
以下、図４〜図６を用いて、冷却装置１の作用を説明する。第１開口部１３Ａを通じて、冷却ファン３１からの風が筐体１０内に流入すると、流入した風は、上面１９の裏（電子部品１２側）において形成されている凹状の誘導部１５の表面に沿って、電子部品１２の中心方向へ誘導される（図５の矢印参照）。その結果、電子部品１２の中心部において風速が大きくなる。
【００４８】
さらに、電子部品１２の直上では、先述したように、電子部品１２の表面と凸状１６の頂点との間隔が第１開口部１３Ａの高さよりも十分に小さいので、凸状１６と電子部品１２表面との間でベンチュリー効果が奏される。その結果、誘導部１５によって電子部品１２の中心方向へ誘導された風の風速がさらに大きくなる。
【００４９】
さらに、側壁面１４Ａ、１４Ｂに各々設けられた凸状１７Ａ、１７Ｂによっても、凸状１７Ａ、１７Ｂと電子部品１２の側面との間で生じるベンチュリー効果によって、側壁面１４Ａと側壁面１４Ｂとの間を通る風の風速が大きくなる。
【００５０】
＜効果＞
以上、説明したように、冷却ファン３１からの風が第１開口部１３Ａを通じて筐体１０内に流入したとき、筐体１０内に流入した風は、誘導部１５によって、電子部品１２の中心方向に誘導される。その結果、電子部品１２の中心部では、風速が大きくなる。
【００５１】
そして、電子部品１２の中心方向に誘導された風は、上面１９の裏の凸状１６によって、前記風の風速がさらに大きくなる。
【００５２】
さらに、側壁面１４Ａ、１４Ｂに各々設けられた凸状１７Ａ、１７Ｂによって、前記風の風速がさらに大きくなる。
【００５３】
これにより、従来のように、第１開口部１３Ａの高さを大きくしなくても、電子部品１２の冷却効果を向上させることができる。その結果、冷却ファン３１を大型化せずにすむ。よって、冷却のための電力消費を抑制することができる。
【００５４】
さらに、この冷却装置１は、上面１９を、誘導部１５に対応する形をくり貫いた凸状でプレスするだけで、上面１９及び誘導部１５を形成することができるので、板金加工が可能となり、コストの抑制を嵌ることができる。
【００５５】
また、この冷却装置１Ａは、側壁面１４Ａ、１４Ｂを各々、プレスすることによって、凸状１７Ａ、１７Ｂを設けることができるので、板金加工が可能となり、コストの抑制を図ることができる。
【００５６】
さらに、第１開口部１３Ａ及び第２開口部１３Ｂには、各々、格子状の金属部材２０が設けられているので、冷却装置１において、電磁シールド効果を奏することが可能である。
【００５７】
＜変形例＞
先述の実施の形態１によると、第１開口部１３Ａを通じて筐体１０内に流入した風の風速を、電子部品１２の中心方向を頂点とする略Ｕ字形状の誘導部１５と、当該誘導部１５に風の方向に隣り合う凸状１６とで大きくしている。ところが、本発明ではこれには限られない。
【００５８】
例えば、誘導部１５と凸状１６とが並ぶ順番を入れ替えて、第２開口部１３Ｂを通じて筐体１０内に流入した風を誘導部１５により誘導し、誘導された風の風速を電子部品１２表面と凸状１６の頂点との間によるベンチュリー効果により大きくして、第１開口部１３Ａより流出させるようにしてもよい。
【００５９】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係る冷却装置の構成の一例を示した上面図である。この冷却装置１Ａは、上面１９の裏（電子部品１２側）から誘導部１５及び凸状１６を取り去った構成とされている。
【００６０】
この冷却装置１Ａでは、第１開口部１３Ａを通じて筐体１０内に流入した風の風速は、一対の側壁面１４Ａ、１４Ｂの各々に形成された、凸状１７Ａと凸状１７Ｂとの間でベンチュリー効果が奏されて、大きくなる。
【００６１】
このように、側壁面１４Ａ、１４Ｂに、互いに対向する凸状１７Ａ、１７Ｂを設けることによっても、冷却ファン３１による風の風速を早めることができる。
【００６２】
また、この冷却装置１Ａは、側壁面１４Ａ、１４Ｂを各々、プレスすることによって、凸状１７Ａ、１７Ｂを設けることができるので、板金加工が可能となり、コストの抑制を図ることができる。
【００６３】
なお、凸状１７Ａ及び１７Ｂの、電子部品１２方向への長さ（以下、単に長さという）は、開口側面１３Ａから流入した風が、電子部品１２の中心方向へ向かうように調節すればよい。こうすれば、電子部品１２の冷却効果がさらに向上する。
【００６４】
＜変形例＞
上述した実施の形態２によると、互いに対向する凸状１７Ａ、１７Ｂの２つが形成されている。しかしながら、本発明では、この例には限られず、凸状１７Ａ及び１７Ｂのいずれか一方が形成されていればよい。
【００６５】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３に係る冷却装置の構成の一例を示した上面図である。図９のように、冷却装置１Ｂの中心線Ｌ１と、電子部品１２の中心線Ｌ２とがずれている場合には、第１開口部１３Ａから流入した風を電子部品１２の中心部分に誘導するために、誘導部１５の頂点を、中心線Ｌ２上に位置するようにしている。
【００６６】
さらに、側壁面１４Ａの凸状１７Ａの長さを、側壁面１４Ｂの凸状１７Ｂよりも短くすることにより、電子部品１２の中心線Ｌ２上を風が通るようにしている。
【００６７】
このように、誘導部１５を非対称な形状とし、凸状１７Ａの長さを凸状１７Ｂよりも短くすることで、電子部品１２の中心線Ｌ２上を風が通るから、冷却装置１Ｂの中心線Ｌ１と、電子部品１２の中心線Ｌ２とがずれていても、電子部品１２の冷却効果を確保することができる。
【００６８】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４に係る冷却装置の構成の一例を示した上面図である。図１０の矢印に示すように、第１開口部１３Ａに対して、風が斜め方向に流入してくる場合には、誘導部１５の形状を非対称にして、風が電子部品１２の中心線Ｌ２に来るように誘導する。
【００６９】
このように、誘導部１５を非対称な形状にすることによって、風を電子部品１２の中心線Ｌ２上に誘導するので、風が第１開口部１３Ａに対して斜め方向に流入してきても、電子部品１２の冷却効果を確保することができる。
【００７０】
＜変形例＞
上述した実施の形態３及び４によると、第１開口部１３Ａに流入した風の風速を、電子部品１２の中心方向を頂点とする略Ｕ字形状の誘導部１５と、当該誘導部１５に風の方向に隣り合う凸状１６とで大きくしている。ところが、本発明ではこれには限られない。
【００７１】
例えば、誘導部１５と凸状１６とが並ぶ順番を入れ替えて、第２開口部１３Ｂに流入した風の風速を誘導部１５により誘導し、誘導された風の風速を凸状１６により大きくして、第１開口部１３Ａより流出させるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、表示装置など、発熱体として電子部品を備え、当該電子部品の冷却が求められる装置に適用できる。
【符号の説明】
【００７３】
Ａ  液晶ディスプレイ装置
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  冷却装置
１０  筐体
１１  回路基板
１１Ｓ  電子部品の配置面
１２  電子部品
１３Ａ  第１開口部
１３Ｂ  第２開口部
１４Ａ、１４Ｂ  側壁面
１５  誘導部
１６  凸状
１７Ａ、１７Ｂ  凸状
１９  上面
２０  金属部材
３１  冷却ファン
１３０Ａ、１３０Ｂ  開口
Ｌ１  冷却装置の中心線
Ｌ２  電子部品の中心線
【図１】
2015023224.tif 000003
【図２】
2015023224.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2015023224.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015023224.tif 000009
【図８】
2015023224.tif 000010
【図９】
2015023224.tif 000011
【図１０】
2015023224.tif 000012
【図１１Ａ】
2015023224.tif 000013
【図１１Ｂ】
2015023224.tif 000014
【図１２】
2015023224.tif 000015