(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部接続用ケーブルと結合された端子を受容しかつ固定するための端子ボックスであって、
前記端子ボックスが、
前記端子を受容する箱状に形成され、外方に延出される前記ケーブルを通すための半円筒凹設状の第１半円筒部を有する本体と、
前記第１半円筒部との間に前記ケーブルを挟持するように形成された半円筒凹設状の第２半円筒部を有しかつ前記本体に取り付けられたケーブルクランプとを有し、
前記両半円筒部の一方の内周面に、前記本体に前記ケーブルクランプが取り付けられた状態で前記ケーブルの軸線方向に異なる位置で互い違いに前記ケーブルの外周面を径方向に押圧するために、前記一方の半円筒部の軸線方向に互いに離間する一対の円弧状突条が配設され、前記両半円筒部の他方の内周面に、前記一対の円弧状突条の間となる位置に１つの円弧状突条が配設され、
前記一方の内周面の前記両円弧状突条の間に、前記１つの円弧状突条に対向し、前記一方の半円筒部の軸線方向に沿うように延在する軸線方向突条が設けられていることを特徴とする端子ボックス。
【請求項２】
前記円弧状突条の少なくとも１つの突出方向端部の前記ケーブルの引き抜き方向とは相反する側に、直角を含む鋭角となる角部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の端子ボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子ボックスに関し、特に、端子ボックスから外部に引き出されるケーブルのクランプ構造を有する端子ボックスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、装置間の電気的接続を行うために種々の形態の端子ボックスが用いられている。例えば太陽光発電システムの太陽電池パネルでは複数枚の太陽電池モジュールを縦横に並べ、各太陽電池モジュールにそれぞれ外部出力用ケーブルが接続される端子ボックスが取り付けられているものがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３０２５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したような太陽電池モジュール用端子ボックスでは、合成樹脂製のケースの中に、太陽電池モジュールの正負の電極に接続されかつ外部出力用ケーブルが接続される２個の端子が設けられているものがある。そのような端子ボックスでは、太陽電池モジュールが屋外に設置されることから、上記端子や各種電気素子の絶縁性の確保のために、端子ボックスには防水性が要求される。端子ボックスの防水としては、合成樹脂材をケース内に充填するポッティングを行うと良いが、そのポッティング液の漏洩を防止する必要がある。特に、端子ボックスには上記した外部接続用ケーブルが外部に引き出されるように接続されており、その引き出し部分からのポッティング液が漏洩し易いという問題がある。
【０００５】
また、ケーブルの外部引き出し部分のクランプ構造において、端子ボックスの端子を受容する箱状の本体と、本体に取り付けられるケーブルクランプとを有し、ケーブルを外囲する半円筒状の凹設部をそれぞれ設け、ケーブルクランプを本体に取り付けた状態で両凹設部によりケーブルを外囲して保持するようにしたものがある。一方、ケーブルが引き出されている端子ボックスでは、ケーブルが固定されるまでは何等かの外力がケーブルに作用して、ケーブルに引き抜き力が作用する場合がある。したがって、端子ボックスには、上記ポッティング液の漏洩を防止すると共にケーブルに加わる引き抜き力に対する高い耐引き抜き力が要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決して、端子ボックスにおけるポッティング液の漏洩の防止及び外部接続ケーブルの耐引き抜き力を向上するために、本発明に於いては、外部接続用ケーブルと結合された端子を受容しかつ固定するための端子ボックスであって、前記端子ボックスが、前記端子を受容する箱状に形成され、外方に延出される前記ケーブルを通すための半円筒凹設状の第１半円筒部を有する本体と、前記第１半円筒部との間に前記ケーブルを挟持するように形成された半円筒凹設状の第２半円筒部を有しかつ前記本体に取り付けられたケーブルクランプとを有し、前記両半円筒部の一方の内周面に、前記本体に前記ケーブルクランプが取り付けられた状態で前記ケーブルの軸線方向に異なる位置で互い違いに前記ケーブルの外周面を径方向に押圧するために、前記一方の半円筒部の軸線方向に互いに離間する一対の円弧状突条が配設され、前記両半円筒部の他方の内周面に、前記一対の円弧状突条の間となる位置に１つの円弧状突条が配設され、前記一方の内周面の前記両円弧状突条の間に、前記１つの円弧状突条に対向し、前記一方の半円筒部の軸線方向に沿うように延在する軸線方向突条が設けられているものとした。
【０００７】
これによれば、ケーブルを外囲する両半円筒部にそれぞれ設けた複数の円弧状突条がケーブルの軸線方向に異なる位置に設けられ、かつケーブルの外周面を互い違いに径方向に押圧することから、ケーブルが蛇行状態でクランプされることになり、ケーブルの耐引き抜き力が向上する。
【０００８】
特に、前記複数の円弧状突条の少なくとも１つの突出方向端部の前記ケーブルの引き抜き方向とは相反する側に、直角を含む鋭角となる角部が形成されていると良い。これによれば、ケーブルに引き抜き力が加わった場合に、ケーブルの外周面に角部が食い込むようになるため、ケーブルの耐引き抜き力がより一層向上する。
【０００９】
また、前記複数の円弧状突条が前記第１半円筒部と前記第２半円筒部との少なくとも一方の内周面に２つ以上設けられ、前記２つ以上の円弧状突条の少なくとも１つの隣り合う間に前記両半円筒部の軸線方向に沿うように延在する軸線方向突条が設けられていると良い。これによれば、軸線方向突条がケーブルの周方向変位に対して抵抗となり、ケーブルねじり変位に対する耐久力を高めることができる。また、円弧状突条が互い違いに配設されていることから、軸線方向突条に対向する位置の円弧状突条により押圧されるため、軸線方向突条のみを設けた場合より強固にねじり防止が実現される。
【００１０】
あるいは、外部接続用ケーブルと結合された端子を受容しかつ固定するための端子ボックスであって、前記端子ボックスが、前記端子を受容する箱状の本体と、前記本体から外方に延出される前記ケーブルを通すべく前記本体に設けられた半円筒凹設状の第１半円筒部と、前記第１半円筒部との間に前記ケーブルを挟持するように形成された半円筒凹設状の第２半円筒部を有しかつ前記本体に取り付けられたケーブルクランプとを有し、前記第１半円筒部と前記第２半円筒部との各内周面に、前記本体に前記ケーブルクランプが取り付けられた状態で前記ケーブルの外周面に全周に亘って食い込むようにそれぞれ突設された各円弧状突条が互いに周方向に連続するように設けられ、前記各円弧状突条の互いに対向する各周方向端面が前記ケーブルの外周面に向けて拡開するように形成されているものとした。
【００１１】
これによれば、ポッティング液漏洩を防止するべくケーブルの外周面を全周に亘って食い込むように設けられた各円弧状突条によりケーブルを径方向に両側から挟持すると、各円弧状突条の互いに対向する各周方向端面間にケーブルの被覆を噛み込む虞があるが、各周方向端面が拡開していることにより、被覆の余肉が拡開部分に逃げることができるため、噛み込みによるケーブルクランプと本体との合わせ面の密着性が損なわれることを好適に防止し得る。
【発明の効果】
【００１２】
このように本発明によれば、端子ボックスの本体に設けた半円筒部と、本体に取り付けられるケーブルクランプに設けた半円筒部とによりケーブルを外囲すると共に、それら両半円筒部にそれぞれケーブルの軸線方向に異なる位置に複数の円弧状突条を設けて、ケーブルの外周面を互い違いに径方向に押圧することにより、ケーブルが蛇行状態でクランプされることになり、ケーブルの耐引き抜き力を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に基づく端子ボックスの組み立て分解斜視図である。
【図２】太陽電池モジュールと端子ボックスとの接続を示す組み立て分解斜視図である。
【図３】（ａ）は半田結合用端子の裏面側から見た斜視図であり、（ｂ）は圧着結合用端子の(ａ)に対応する図である。
【図４】端子を端子ボックスに組み付けた状態を示す要部平面図である。
【図５】図４の矢印Ｖ−Ｖ線に沿って見た要部側断面図である。
【図６】ケーブルクランプ及びその組み付け対象の凹設部を示す要部拡大斜視図である。
【図７】凹設部にケーブルクランプを組み付けた状態を示す要部拡大側断面図である。
【図８】図５の矢印VIII−VIII線に沿って見た端面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明に基づく端子ボックス１の組み立て分解斜視図であり、図２は、本発明が適用された太陽光発電システムにおける太陽電池モジュール２と端子ボックス１との接続を示す組み立て分解斜視図である。
【００１５】
図１及び図２に示されるように、端子ボックス１は、合成樹脂材の成形品からなり、図における上方に開口する扁平な矩形箱形のボディ３と、ボディ３の図における上面を覆うための矩形平板状のカバー４と、ボディ３の内部に固定される端子ボックス用端子（以下端子と称す）５が結合されている外部接続用ケーブル６をボディ３との間で固定するための各ケーブルクランプ７とにより構成されている。
【００１６】
本図示例では、４つの端子５がボディ３内に配設されるようになっており、各端子５の隣り合うものの間には本体が円柱型の電気素子としてのバイパスダイオード８が接続される。円柱型の場合には、図に示されるように軸線方向両端面から互いに相反する向きにワイヤ状端子８ａがそれぞれ延出されている。
【００１７】
なお、バイパスダイオードとしては、図１の二点鎖線で示されるように本体が平板型のバイパスダイオード９がある。本図示例の平板型の場合には、相反する両側部から表裏面に沿う延長面上に各端子９ａ・９ｂがそれぞれ延出されている。図示例では、一方の端子９ａは横長の平板状に形成されており、他方の端子９ｂは互いに平行な２本の突片からなる。図示例の本体及び端子９ａ・９ｂの形状等は一例であり、他の形状の表面実装型のバイパスダイオードも適用可能である。
【００１８】
端子５は、導電性の細長い金属製板材の適所を曲折して形成されている。図３（ａ）に示されるように、端子５の長手方向一端部には、ケーブル６の心線６ａを受容し得る凹状部分とその両側に水平状に拡開する一対の翼状部分５ｊとを有する形状のケーブル接続部５ａが設けられている。ケーブル接続部5ａの凹状部分に心線６ａを落とし込むように位置させて、両側に拡開する一対の翼状部分に亘って半田を盛るようにして半田結合を行う。また、図示されない圧着機により圧着結合する場合には、図３（ｂ）に示されるように、ケーブル接続部５ａの形状を、心線６ａを位置させる凹状部分の両側に拡開する一対の翼状部分５ｊが斜めに拡がるように形成しておく。これにより、圧着機により容易に一対の翼状部分を心線６ａに被せるように変形させて圧着結合することができる。このように半田付けまたは圧着のいずれかを選択することができる。
【００１９】
端子５の長手方向中間部には他の部分より拡幅された拡幅部５ｂが設けられ、拡幅部５ｂの圧着片５ａ側には第１小幅部５ｃが設けられ、拡幅部５ｂの第１小幅部５ｃとは相反する側（端子５の先端側）には第２小幅部５ｄが設けられ、第２小幅部５ｄより端子５の先端側には幅方向（長手方向に直交しかつ上面に沿う方向）に横長板状の頭部５ｅが設けられている。これら拡幅部５ｂと各小幅部５ｃ・５ｄと頭部５ｅとの各上面が連続する同一平坦面となり、拡幅部５ｂと各小幅部５ｃ・５ｄと頭部５ｅとにより平坦部が構成されている。
【００２０】
拡幅部５ｂの両側縁には、両側部分を下面側に曲折してコ字状断面形状に形成された脚部５ｆが設けられている。第１及び第２小幅部５ｃ・５ｄの各両側縁にも、両側部分を下面側に曲折して矩形の略閉断面形状に形成された各脚部５ｇが設けられている。これら各脚部５ｆ・５ｇの高さ（図３のｈ）は同一にされており、端子５をボディ３に配設した状態で、平坦部（５ｂ・５ｃ・５ｄ・５ｅ）とボディ３の底面３ａとの間に一定の隙間が生じるようになっている。
【００２１】
拡幅部５ｂの中央部には、長手方向に互いに離間した２箇所に係止孔５ｈが設けられており、頭部５ｅには、中央部分に切り込みを入れて舌片状に形成されかつ斜め下側に曲折された端子接続片５ｉが設けられている。この端子接続片５ｉに、図２に示される太陽電池モジュール２のリボンケーブル状の正負の接続線２ａ・２ｂ・２ｃ・２ｄの対応する方が半田付けにより接続される。なお、ボディ３は、太陽電池モジュール２の接着面２ｅに接着固定される。
【００２２】
また、ボディ３の底面３ａには、各端子５が配設される部分に対応して各一対の弾性係止片３ｂがそれぞれ立設されている。弾性係止片３ｂの突出端部には側方に突形状をなしかつ上方に先細りされた爪部が形成されており、端子５を図１の矢印Ａに示されるようにボディ３に入れて、脚部５ｆ・５ｇが底面３ａに当接した状態で、図３〜図５に示されるように弾性係止片３ｂの爪部が係止孔５ｈに係合し、端子５が抜け止めかつ位置決めされて組み付けられる。なお、脚部５ｆ・５ｇの高さに応じて、弾性係止片３ｂの全長（高さ）も長いため、弾性係止片３ｂが撓み易く、端子５の組み付け作業が容易となる。
【００２３】
上記したようにして４つの端子５が組み付けられることにより、図２に示されるように隣り合う端子５間となる３箇所にバイパスダイオード８がそれぞれ接続される。図の実線で示された円柱型のバイパスダイオード８の場合には、ワイヤ状端子８ａの一方が隣接する一方の端子５に半田付けされ、ワイヤ状端子の他方が隣接する他方の端子５に半田付けされる。
【００２４】
端子５には、上記ワイヤ状端子８ａを半田付けする際の位置決めとして、各小幅部５ｃ・５ｄの上面に各一対の位置決め用突部１１が設けられている。位置決め用突部１１は、例えばエンボス加工により形成される。一対の位置決め用突部１１は、端子５の長手方向に略直交する方向に延在するように載置されるワイヤ状端子８ａを径方向に挟むように位置しかつワイヤ状端子８ａの延在方向に互いに離れて位置するように配置されている。これにより、バイパスダイオード８の隣り合う端子５間に架け渡されるようになる両ワイヤ状端子８ａがそれぞれワイヤ状端子８ａの延在方向に離れた位置で一対の位置決め用突部１１により挟まれた状態になるため、バイパスダイオード８の位置決め状態が安定する。
【００２５】
また、隣り合う端子５の各小幅部５ｃ・５ｄの間にバイパスダイオード８の円柱型の本体が収まるようになっている。したがって、端子５の上面に対してバイパスダイオード８の略下半分が底面３ａ側に突出するようになるため、底面３ａには、バイパスダイオード８の下半分を両側から受けるように臨む斜面または凹面を有する各一対の突状部１２が配設されている。一対の突状部１２によりバイパスダイオード８の円筒状の本体が略位置決めされるようになるため、上記ワイヤ状端子８ａを各一対の位置決め用突部１１間に位置させることがより一層容易となる。
【００２６】
拡幅部５ｂの上面の幅方向一端側には、コ字状に配置された３本の位置決め用溝１３が設けられている。これら位置決め用溝１３は、平板型のバイパスダイオード９の本体の矩形形状に対応させていると共に、コ字状の開いた側を端子５の側方に向けるように配置されている。バイパスダイオード９の本体は、表面実装型として基板等の平面上に載置されるように形成されていることから、拡幅部５ｂの平坦な上面に載置可能である。バイパスダイオード９の本体を３本の位置決め用溝１３に囲まれるように位置させることにより、所定の位置にバイパスダイオード９を位置決めすることができ。各端子９ａ・９ｂの拡幅部５ｂの上面への半田付けも所定の位置に行うことができ、平板型のバイパスダイオード９の位置決めかつ半田付け作業が容易となる。
【００２７】
ボディ３の下面（カバー４側とは相反する側の面）には、太陽電池モジュール２のリボンケーブル状の正負の接続線２ａ・２ｂ・２ｃ・２ｄをボディ３内に通すための開口３ｃと、図１の矢印Ｂに示されるようにケーブルクランプ７を嵌め込むための凹設部３ｄとが設けられている。凹設部３ｄは、直方体状部分とその底面にさらに半円筒状に凹設された第１半円筒部１８とからなるように形成されている（図６参照）。なお、第１半円筒部１８は、ケーブル６の外周面を略隙間無く外囲し得る大きさであって良い。
【００２８】
また、本実施形態のように屋外に設置される機器に組み付けられる端子ボックスでは、水密性による絶縁性の確保が必要となり、図示例では、ボディ３の外周壁の内側に全周に亘って閉じられた内壁３ｅの内側に端子５やバイパスダイオード８が受容されていることから、内壁３ｅの内部にポッティング液（合成樹脂材）を充填するポッティングを行うようにしている。
【００２９】
端子５の係止孔５ｈには弾性係止片３ｂの爪部が挿通状態になり、爪部の先端部が係止孔５ｈの縁部に係合するようになっていることにより、弾性係止片３ｂの背面（爪部とは相反する側）と係止孔５ｈとの間に開口が生じ得る（図４参照）。この開口を介して上記ポッティング液が流れ得るので、ポッティング液の回り込みが好適に行われる。
【００３０】
また、上記したケーブルクランプ７は、矩形の厚板状部材の片面に上記第１半円筒部１８と対称形をなすようにケーブル６の外周面の半周分に対応する半円筒状に凹設された第２半円筒部１９を有する形状に形成されている。図６に併せて示されるように、ケーブルクランプ７の半円筒状の内周面には、軸線方向（ケーブル６の軸線方向）中間部に周方向に延在する円弧状突条１４ａが設けられていると共に、内壁３ｅの内部側となる軸線方向端部に上記と同様の形状で互いに隣接する一対の円弧状突条１４ｂが設けられている。また、ケーブルクランプ７の外面における凹設部３ｄに没入する没入方向端面と両側面とに、上記一対の円弧状突条１４ｂに対応する位置に突壁部１４ｃが設けられている。
【００３１】
上記第１半円筒部１８の内周面には、半円筒の軸線方向（ケーブル６の軸線方向）中間部にて半周方向に延在する一対の円弧状突条１４ｄが設けられていると共に、内壁３ｅの内側となる軸線方向端部にて半周方向に延在しかつ互いに隣接する一対の円弧状突条１４ｅが設けられている。また、凹設部３ｄにおけるケーブルクランプ６を受容する直方体状部分において、ケーブルクランプ７を受け止める両側の段部と、ケーブルクランプ７を側方から挟む側面とに、上記突壁部１４ｃを嵌合状態に受容する溝１４ｆが設けられている。
【００３２】
なお、ケーブルクランプ７の両側壁部分の外側面に係合爪７ａが形成され、凹設部３ｄの対応する両内側壁面に係合凹部３ｆが形成されており、ケーブルクランプ７を凹設部３ｆに没入させることにより係合爪７ａと係合凹部３ｆとが係合し、ボディ３にケーブルクランプ７が組み付けられる。
【００３３】
このようにして、凹設部３ｄとケーブルクランプ７との各半円筒部１８・１９によりケーブル６を外囲する形で挟持することができ、かつ各半円筒部１８・１９の内周面に設けている各円弧状突条１４ａ・１４ｂ・１４ｄ・１４ｅがケーブル５の被覆の外周面に対して全周に亘って径方向に食い込むようになる（図７参照）。これにより、ポッティング液がケーブル５の外周面を軸線方向に伝わって漏れ出ようとする場合に、内壁３ｅ側の各円弧状突条１４ｂ・１４ｅにて遮断し得ると共に、さらに外側の各円弧状突条１４ａ・１４ｄでも遮断する二重遮断構造としていることから、ポッティング液の漏洩を確実に防止することができる。さらに、ケーブルクランプ７の突壁部１４ｃと凹設部３ｄの溝１４ｆとの嵌合部分がラビリンス構造となり、ケーブルクランプ７と凹設部３ｄとの隙間からの漏れも防止される。
【００３４】
また、各半円筒部１８・１９による挟持状態では、ケーブル６の被覆の弾性復元力によりケーブルクランプ７が凹設部３ｄから押し出される向きの付勢力を受けるが、その付勢方向は係合爪７ａが係合凹部３ｆに係合力を増す向きとなる。したがって、係合爪７ａと係合凹部３ｆとの係合力がより一層強固なものとなり、ケーブルクランプ７の固定状態がより一層強固なものとなる。また、第１半円筒部１８に設けられた上記一対の円弧状突条１４ｄは第２半円筒部１９の円弧状突状１４ａに対して軸線方向に異なりかつ互い違いに位置するように配設されている。これにより、ケーブル６を蛇行状態で径方向に挟持することになる。
【００３５】
さらに、図７に示されるように、円弧状突状１４ｄの断面形状は台形に形成され、かつ台形における第１半円筒部１８の内周面に直交する壁面１５が、ケーブル６が引き抜かれる方向（図の矢印Ｃ）とは相反する側に設けられている。このように、円弧状突条１４ｄの突出方向端部のケーブル６の引き抜き方向とは相反する側に、直角となる角部が形成されている。これにより、ケーブル６に外力による引き抜き力が加わっても、角部１５にケーブル６の外周面が食い込んで抵抗となり、ケーブル６の抜け止めが強固なものとなる。このように、各円弧状突状１４ａ・１４ｄの好適な配置及び形状により、ケーブルクランプ６と凹設部３ｄとによる挟持力を高めることなく、ケーブル６の耐引き抜き力を高めることができるため、ケーブルクランプ６の凹設部３ｄとの間の挟持方向の荷重を小さくすることができる。したがって、ケーブルクランプ７の凹設部３ｄへの組み付け力（図１の矢印Ｂ方向の挿入力）を軽減することができ、組み付け作業性が向上し得る。なお、角部１５の角度は図示例では直角としたが、直角を含む鋭角であれば良い。
【００３６】
さらに、第１半円筒部１８の内周面における一対の円弧状突条１４ｄの間には軸線方向に延在する互いに平行な一対の軸線方向突条１４ｇが設けられている。これら一対の軸線方向突条１４ｇは、第２半円筒部１９の円弧状突条１４ａに対向する位置に設けられており、ケーブルクランプ７の組み付け状態で円弧状突条１４ａと軸線方向突条１４ｇとによりケーブル６の径方向対称位置が押圧される。これにより、ケーブル６の軸線周りの変位が防止され、ケーブル６が、ケーブルクランプ７と凹設部３ｄとにより強固に固定される。
【００３７】
また、図６及び図８（ケーブル６は図示省略）に示されるように、第２半円筒部１９の円弧状突条１４ｂの周方向端面１６が円弧状突条１４ｂの円の接線に直交する面で形成されているのに対して、円弧状突条１４ｄの周方向端面１７は、周方向端面１６に対して後退する傾斜面により形成されている。これにより、ケーブルクランプ７を凹設部３ｄに組み付けた状態で、両円弧状突条１４ｂ・１４ｅの互いに対向する両周方向端面１６・１７間に楔形の隙間が形成され、両端面１６・１７がケーブル６の外周面に対して拡開状になるため、両円弧状突条１４ｂ・１４ｅによりケーブル６を押圧して挟持した場合にケーブル６の被覆の一部が膨出するように変形しても、その膨出部分が両周方向端面１６・１７間の隙間に逃げることができ、凹設部３ｄとケーブルクランプ７との合わせ面によりケーブル６の被覆を挟み込んで傷付けてしまうことがないと共に、挟み込んだ場合のポッティング液の漏洩を防止し得る。
【符号の説明】
【００３８】
１  端子ボックス
３  ボディ
３ｄ  凹設部
５  端子
６  ケーブル
７  ケーブルクランプ
１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・１４ｄ・１４ｅ  円弧状突条
１５  角部
１５・１６  周方向端面
１８  第１半円筒部
１９  第２半円筒部
【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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