(57)【要約】【課題】起電力の低下した電池を廃棄せずに長時間有効に使用することができる照明装置を提供する。【解決手段】高電圧用の電球１Ａを点灯させていると、電池２の起電力が徐々に低下して定格電圧を下回り、電球１Ａの光量も徐々に低下してくる。このため、電球１Ａが暗くなってきたと使用者が判断したときには、操作部３ｈをOFF位置に操作し、低電圧用の電球１Ｂを装着部３ｆに装着するとともに高電圧用の電球１Ａを装着部３ｇに装着する。使用者が操作部３ｈをON位置に操作すると、電池２と電球１Ｂとの間を切替部３ｉが通電状態に切り替え、これらの間に電流が流れて低電圧用の電球１Ｂが点灯する。電池２の起電力が低下しても、電池２の定格電圧以下で電球１Ｂを使用可能であり、電圧降下後の電池２の起電力が有効に利用されて、電池２の起電力が僅かになるまで電球１Ｂが発光する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の起電力に応じて複数の発光部を選択可能な照明装置であって、
前記電池の起電力が所定値を超えるときにこの電池の起電力によって発光する高電圧用発光部と、前記電池の起電力が所定値以下であるときにこの電池の起電力によって発光する低電圧用発光部とを装着する装着部を備えること、
を特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記電池の起電力が所定値を超えているときには前記高電圧用発光部に切り替え、前記電池の起電力が所定値以下であるときには前記低電圧用発光部に切り替える切替部を備えること、
を特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項２に記載の照明装置において、
前記切替部は、前記高電圧用発光部と前記低電圧用発光部とを手動操作によって切り替えること、
を特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の照明装置において、
前記電池の起電力を検出する起電力検出部を備えること、
を特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項４に記載の照明装置において、
前記切替部は、前記起電力検出部の検出結果に基づいて、前記高電圧用発光部と前記低電圧用発光部とを自動的に切り替えること、
を特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の照明装置において、
前記起電力検出部の検出結果を告知する告知部を備えること、
を特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電池の起電力に応じて複数の発光部を選択可能な照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両に電力を供給するトロリ線や、このトロリ線を支持する可動ブラケットなどの電車線設備の保守を行う場合には、夜間に停電手配をとり、作業を進めるのが普通である。このような作業では、それぞれの保守を行うポイントへ保守用車両又は徒歩によって移動し、移動時や作業時には過般型の安全燈具（懐中電灯）を常時使用するため、安全燈具に使用する電池の消耗が激しくなる。従来の安全燈具は、乾電池を収容する収容部と、乾電池の起電力によって発光する電球と、乾電池から電球へ電力を供給及び停止するスイッチなどを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の安全燈具では、電球が明るく、電池が長時間持続し、持ちやすいことなどが要求されている。
【０００３】
【特許文献１】実開平1-115101号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５は、従来の照明装置に使用される乾電池の標準放電カーブを一例として概略的に示すグラフである。
図５に示す縦軸は、電圧(V)であり、横軸は持続時間(min)である。図５に示すグラフは、交渉電圧1.5Vのアルカリ単４形の乾電池を負荷抵抗20Ω、放電様式を連続、終止電圧0.9Vとしたときの標準放電カーブを表している。このような特性を示す乾電池を安全燈具に使用した場合には、電圧が徐々に低下するため最初の明るさを維持することは困難である。乾電池の電圧は、図５に示すように、時間の経過とともに徐々に低下する特性を示すが、1000時間経過後も直ぐにはゼロにならず徐々に低下する特性を示す。しかし、電車線設備の保守作業時などでは、図５に示す標準放電カーブにおいて電圧が僅かに低下して安全燈具が少し暗くなった時点で、安全性向上のため電池を早めに交換し、電池の起電力が残っているにもかかわらず古い電池が多量に破棄されている。
【０００５】
この発明の課題は、起電力の低下した電池を直ちに廃棄せずに長時間有効に使用することができる照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１〜図４に示すように、電池（２）の起電力に応じて複数の発光部（１Ａ，１Ｂ）を選択可能な照明装置であって、前記電池の起電力が所定値を超えるときにこの電池の起電力によって発光する高電圧用発光部（１Ａ）と、前記電池の起電力が所定値以下であるときにこの電池の起電力によって発光する低電圧用発光部（１Ｂ）とを装着する装着部（３ｆ，３ｇ；３ｊ）を備えることを特徴とする照明装置（３）である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の照明装置において、図２〜図４に示すように、前記電池の起電力が所定値を超えているときには前記高電圧用発光部に切り替え、前記電池の起電力が所定値以下であるときには前記低電圧用発光部に切り替える切替部（３ｉ；３ｍ；３ｐ）を備えることを特徴とする照明装置である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の照明装置において、図２に示すように、前記切替部（３ｉ）は、前記高電圧用発光部と前記低電圧用発光部とを手動操作によって切り替えることを特徴とする照明装置である。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の照明装置において、図３及び図４に示すように、前記電池の起電力を検出する起電力検出部（３ｎ）を備えることを特徴とする照明装置である。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の照明装置において、図３に示すように、前記切替部（３ｍ）は、前記起電力検出部の検出結果に基づいて、前記高電圧用発光部と前記低電圧用発光部とを自動的に切り替えることを特徴とする照明装置である。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載の照明装置において、図４に示すように、前記起電力検出部の検出結果を告知する告知部（３ｑ）を備えることを特徴とする照明装置である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によると、起電力の低下した電池を直ちに廃棄せずに長時間有効に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係る照明装置を概略的に示す構成図であり、図１（Ａ）は電池の起電力が所定値を超えているときの構成図であり、図１（Ｂ）は電池の起電力が所定値以下であるときの構成図である。
図１に示す電球１Ａ，１Ｂは、電池２の起電力によって発光する発光体であり、電流の発熱作用を利用してフィラメントを加熱して発光させる。電球１Ａは、電池２の起電力が所定値を超えるときにこの起電力によって発光する高電圧用電球であり、電球１Ｂは電池２の起電力が所定値以下であるときにこの起電力によって発光する低電圧用電球である。例えば、電球１Ａは電池２の起電力が定格電圧又はその近傍であるときに使用され、電球１Ｂは電池２の起電力が定格電圧又はその近傍よりも低下したときに使用される。電池２は、起電力を発生するバッテリであり、正極と負極との間に電解質を満たし、化学変化によって電気エネルギを放出するアルカリ乾電池又はマンガン乾電池などである。
【００１４】
照明装置３は、電池２の起電力によって電球１Ａ，１Ｂを発光させる装置であり、例えば携帯型の安全燈具（懐中電灯）である。照明装置３は、電池２の起電力に応じて複数の電球１Ａ，１Ｂを選択可能であり、本体部３ａと、保持部３ｂと、レンズ部３ｃと、反射部３ｄと、蓋部３ｅと、装着部３ｆ，３ｇと、操作部３ｈと、切替部３ｉなどを備えている。
【００１５】
本体部３ａは、照明装置３の本体を構成する部分であり、電池２及び切替部３ｉなどを収容可能な筒状の部材である。保持部３ｂは、照明装置３の光学系を保持する部分であり、本体部３ａの先端に着脱自在に取り付けられている。保持部３ｂは、本体部３ａの外周部に形成された雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部が内周部に形成された筒状の部材であり、電球交換時に本体部３ａに着脱される。レンズ部３ｃは、電球１Ａ，１Ｂからの光が透過する部分であり、電球１Ａ，１Ｂを保護するように保持部３ｂの内周部に嵌め込まれて取り付けられている。反射部３ｄは、電球１Ａ，１Ｂからの光を反射させる部分であり、保持部３ｂの内周部に取り付けられる円錐状の反射板である。
【００１６】
蓋部３ｅは、照明装置３の内部を開閉する部分であり、本体部３ａの後端に着脱自在に取り付けられている。蓋部３ｅは、本体部３ａの外周部に形成された雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部が内周部に形成されており、電池交換時に本体部３ａに着脱される。
【００１７】
装着部３ｆは、電球１Ａを装着する部分であり、反射部３ｄの後端部側の内周部に嵌め込まれ取り付けられている。装着部３ｆは、電池２の起電力が所定値を超えるときには、図１（Ａ）に示すように電球１Ａを着脱自在に装着し、電池２の起電力が所定値以下であるときには、図１（Ｂ）に示すように電球１Ｂを着脱自在に装着するソケット部である。
【００１８】
装着部３ｇは、電球１Ｂを装着する部分であり、蓋部３ｅの内側に取り付けられている。装着部３ｇは、電池２の起電力が所定値を超えるときには、図１（Ａ）に示すように電球１Ｂを着脱自在に装着し、電池２の起電力が所定値以下であるときには、図１（Ｂ）に示すように電球１Ａを着脱自在に装着するソケット部である。
【００１９】
操作部３ｈは、電球１Ａ，１ＢをON/OFFするときに操作する部分である。操作部３ｈは、例えば、使用者の手動操作によってON位置とOFF位置との間でスライド可能なスイッチであり、ON位置に操作されたときには電池２から電球１Ａ，１Ｂへの電力の供給を許可し、OFF位置に操作されたときには電池２から電球１Ａ，１Ｂへの電力の供給を遮断する。操作部３ｈは、本体部３ａにスライド自在に取り付けられている。
【００２０】
切替部３ｉは、電球１Ａ，１ＢをON/OFFする部分であり、電池２と装着部３ｆとの間にこれらと直列に接続された切替スイッチである。切替部３ｉは、例えば、図１（Ａ）に示すように、操作部３ｈがON位置に操作されたときには、電池２と電球１Ａとの間を通電状態に切り替え、操作部３ｈがOFF位置に操作されたときには、電池２と電球１Ａとの間を通電状態に切り替える。
【００２１】
次に、この発明の第１実施形態に係る照明装置の使用方法を説明する。
例えば、電池２の起電力が定格電圧又は定格電圧近傍であるときには、高電圧用の電球１Ａを装着部３ｆに装着する。使用者が操作部３ｈをON位置に操作すると、電池２と電球１Ａとの間を切替部３ｉが通電状態に切り替え、これらの間に電流が流れて電球１Ａが点灯する。電球１Ａを点灯させていると、図５に示す標準放電カーブのように電池２の起電力が徐々に低下して定格電圧を下回り、電球１Ａの光量も徐々に低下してくる。このため、電球１Ａが暗くなってきたと使用者が判断したときには、操作部３ｈをOFF位置に操作し、蓋部３ｅを本体部３ａから取り外して、装着部３ｇから低電圧用の電球１Ｂを取り外す。また、保持部３ｂを本体部３ａから取り外して電球１Ａを装着部３ｆから取り外して、電球１Ｂをこの装着部３ｆに装着するとともに電球１Ａを装着部３ｇに装着し、保持部３ｂと蓋部３ｅとを本体部３ａにそれぞれ取り付ける。その後に、使用者が操作部３ｈをON位置に操作すると、電池２と電球１Ｂとの間を切替部３ｉが通電状態に切り替え、これらの間に電流が流れて低電圧用の電球１Ｂが点灯する。電池２の起電力が低下しても、電池２の定格電圧以下で電球１Ｂを点灯可能であり、電圧降下後の電池２の起電力が有効に利用されて、電池２の起電力が僅かになるまで電球１Ｂが発光する。
【００２２】
この発明の第１実施形態に係る照明装置には、以下に記載するような効果がある。
この第１実施形態では、電池２の起電力が所定値を超えるときにこの起電力によって高電圧用の電球１Ａを発光させ、電池２の起電力が所定値以下であるときにこの起電力によって低電圧用の電球１Ｂを発光させる。このため、電圧降下した電池２を使用することができるとともに、電池２の寿命を延ばすことができる。その結果、起電力が残っている電池２が多量に破棄されてしまうのを防ぐことができる。
【００２３】
（第２実施形態）
図２は、この発明の第２実施形態に係る照明装置を概略的に示す構成図であり、図２（Ａ）は電池の起電力が所定値を超えているときの構成図であり、図２（Ｂ）は電池の起電力が所定値以下であるときの構成図である。以下では、図１に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図２に示す照明装置３は、図１に示す装着部３ｆ，３ｇと、操作部３ｈと、切替部３ｉとに変えて、装着部３ｊと、操作部３ｋと、切替部３ｍとを備えている。装着部３ｊは、電球１Ａ，１Ｂを装着する部分である。装着部３ｊは、反射部３ｄの後端部側の内周部に嵌め込まれ取り付けられており、電球１Ａ，１Ｂを着脱自在に装着するソケット部である。装着部３ｊには、図２に示すように、電球１Ａ，１Ｂが間隔をあけて並べて装着されている。
【００２４】
操作部３ｋは、電球１Ａ，１ＢをON/OFFするときに操作する部分である。操作部３ｋは、例えば、使用者の手動操作によって高電圧ON位置と、低電圧ON位置と、OFF位置との間でスライド可能なスイッチであり、高電圧ON位置に操作されたときには電池２から電球１Ａへの電力の供給を許可し、低電圧ON位置に操作されたときには電池２から電球１Ｂへの電力の供給を許可し、OFF位置に操作されたときには電池２から電球１Ａ，１Ｂへの電力の供給を遮断する。操作部３ｋは、本体部３ａにスライド自在に取り付けられている。
【００２５】
切替部３ｍは、電池２の起電力が所定値を超えているときには高電圧用の電球１Ａに切り替え、電池２の起電力が所定値以下であるときには低電圧用の電球１Ｂに切り替える部分である。切替部３ｍは、電池２と装着部３ｊとの間にこれらと直列に接続された切替スイッチであり、高電圧用の電球１Ａと低電圧用の電球１Ｂとを手動操作によって切り替える。切替部３ｍは、図２（Ａ）に示すように、操作部３ｋが高電圧ON位置に操作されたときには、電池２と電球１Ａとの間を通電状態に切り替え、図２（Ｂ）に示すように操作部３ｋが低電圧ON位置に操作されたときには、電池２と電球１Ｂとの間を通電状態に切り替え、操作部３ｋがOFF位置に操作されたときには、電池２と電球１Ａ，１Ｂとの間を非通電状態に切り替える。
【００２６】
次に、この発明の第２実施形態に係る照明装置の使用方法を説明する。
電池２の起電力が定格電圧又は定格電圧近傍であるときには、使用者が操作部３ｋを高電圧ON位置に操作すると、電池２と電球１Ａとの間を切替部３ｍが通電状態に切り替え、これらの間に電流が流れて電球１Ａが点灯する。電球１Ａを点灯させていると、電池２の起電力が徐々に低下して定格電圧を下回り、電球１Ａの光量も徐々に低下する。このため、電球１Ａが暗くなってきたと使用者が判断したときには、操作部３ｋを低電圧ON位置に操作すると、電池２と電球１Ｂとの間を切替部３ｍが通電状態に切り替え、これらの間に電流が流れて低電圧用の電球１Ｂが点灯する。
【００２７】
この発明の第２実施形態に係る照明装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第２実施形態では、電池２の起電力が所定値を超えているときには高電圧用の電球１Ａに切替部３ｉが切り替え、電池２の起電力が所定値以下であるときには低電圧用の電球１Ｂに切替部３ｉが切り替える。このため、第１実施形態のような電球１Ａ，１Ｂを使用者が手作業によって交換する必要がなくなり、電球１Ａと電球１Ｂとを簡単な操作によって切り替えることができる。
【００２８】
(2) この第２実施形態では、高電圧用の電球１Ａと低電圧用の電球１Ｂとを手動操作によって切替部３ｉが切り替える。このため、低コストで簡単な構造によって電球１Ａと電球１Ｂとを切り替えることができる。
【００２９】
（第３実施形態）
図３は、この発明の第３実施形態に係る照明装置を概略的に示す構成図であり、図３（Ａ）は電池の起電力が所定値を超えているときの構成図であり、図３（Ｂ）は電池の起電力が所定値以下であるときの構成図である。
図３に示す照明装置３は、起電力検出部３ｎと切替部３ｐとを備えている。起電力検出部３ｎは、電池２の起電力を検出する装置である。起電力検出部３ｎは、図３に示すように、電池２と並列に接続されており、電池２の電極間の電圧を検出してこの検出結果に基づいて切替部３ｐを切替動作させる。起電力検出部３ｎは、例えば、電池２の起電力が所定値を超えていると検出したときには、高電圧用の電球１Ａに切り替わるように切替部３ｐに切替動作を指令する。一方、起電力検出部３ｎは、電池２の起電力が所定値以下であると検出したときには、低電圧用の電球１Ｂに切り替わるように切替部３ｐに切替動作を指令する。
【００３０】
切替部３ｐは、電池２の起電力が所定値を超えているときには高電圧用の電球１Ａに切り替え、電池２の起電力が所定値以下であるときには低電圧用の電球１Ｂに切り替える部分である。切替部３ｐは、電池２と装着部３ｊとの間にこれらと直列に接続された電子式の切替スイッチであり、起電力検出部３ｎの検出結果に基づいて電球１Ａと電球１Ｂとを自動的に切り替える。切替部３ｐは、図２に示す切替部３ｍと同様に使用者の手動操作によっても、電池２と電球１Ａ，１Ｂとの間を通電状態に切り替えたり、電池２と電球１Ａ，１Ｂとの間を非通電状態に切り替えたりする。
【００３１】
次に、この発明の第３実施形態に係る照明装置の使用方法を説明する。
電池２の起電力が定格電圧又は定格電圧近傍であると起電力検出部３ｎが検出したときには、切替部３ｐに切替動作を指令する。その結果、電池２と電球１Ａとの間を切替部３ｐが通電状態に切り替え、これらの間に電流が流れて電球１Ａが点灯する。電球１Ａを点灯させていると、電池２の起電力が徐々に低下して定格電圧を下回り、電球１Ａの光量も徐々に低下してくる。このため、電球１Ａが暗くなって、電池２の起電力が定格電圧を下回っていると起電力検出部３ｎが検出したときには、切替部３ｐに切替動作を指令する。その結果、電池２と電球１Ｂとの間を切替部３ｐが通電状態に切り替え、これらの間に電流が流れて低電圧用の電球１Ｂが点灯する。
【００３２】
この発明の第３実施形態に係る照明装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第３実施形態では、電池２の起電力を起電力検出部３ｎが検出する。このため、電池２の起電力を正確に検出して電池２の電圧降下を評価し、電球１Ａと電球１Ｂとを切替部３ｐによって切り替えることができる。
【００３３】
(2) この第３実施形態では、起電力検出部３ｎの検出結果に基づいて、高電圧用の電球１Ａと低電圧用の電球１Ｂとを自動的に切替部３ｐが切り替える。このため、第１実施形態及び第２実施形態のような使用者の主観的な判断によらず、電池２の起電力を正確に検出して、電球１Ａと電球１Ｂとを迅速に効率的に選択することができる。
【００３４】
（第４実施形態）
図４は、この発明の第４実施形態に係る照明装置を概略的に示す構成図であり、図４（Ａ）は電池の起電力が所定値を超えているときの構成図であり、図４（Ｂ）は電池の起電力が所定値以下であるときの構成図である。
図４に示す照明装置３は、告知部３ｑを備えており、この告知部３ｑは起電力検出部３ｎの検出結果を告知する装置である。告知部３ｑは、電池２の起電力が所定値を超えていると起電力検出部３ｎが検出したときには、高電圧ON位置に操作部３ｋを切り替えるように使用者に告知する。一方、告知部３ｑは、電池２の起電力が所定値以下であると起電力検出部３ｎが検出したときには、低電圧ON位置に操作部３ｋを切り替えるように使用者に告知する。告知部３ｑは、例えば、電池２の起電力が所定値を超えているときには青色に発光し、電池２の起電力が所定値以下であるときには赤色に発光して使用者に警告を発する表示装置や、電池２の起電力が所定値以下であるときには警告音や音声を発生させる音発生装置などである。
【００３５】
次に、この発明の第４実施形態に係る照明装置の使用方法を説明する。
電池２の起電力が定格電圧又は定格電圧近傍であると起電力検出部３ｎが検出したときには、告知部３ｑに告知動作を指令し、高電圧ON位置に操作部３ｋを操作するように告知部３ｑが使用者に告知する。一方、電池２の起電力が徐々に低下して定格電圧を下回っていると起電力検出部３ｎが検出したときには、告知部３ｑに告知動作を指令し、低電圧ON位置に操作部３ｋを操作するように告知部３ｑが使用者に告知する。
【００３６】
この発明の第４実施形態に係る照明装置には、以下に記載するような効果がある。
この第４実施形態では、起電力検出部３ｎの検出結果を告知部３ｑが告知する。このため、電池２の電圧降下を使用者に確実に知らせることができ、操作部３ｋを操作して電球１Ａと電球１Ｂとを切替部３ｐによって切り替えるように、使用者に注意を喚起することができる。
【００３７】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
例えば、この実施形態では、照明装置３として携帯型の安全燈具（懐中電灯）を例に挙げて説明したが、設置型の安全燈具などについてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、発光部として電球１Ａ，１Ｂを例に挙げて説明したが、発光ダイオードなどの発光部についてもこの発明を適用することができる。さらに、この第１実施形態では、使用者の判断によって電球１Ａ，１Ｂを交換しているが、図４に示す起電力検出部３ｎ及び告知部３ｑを図１に示す照明装置３に設けて、告知部３ｑの告知に応じて電球１Ａ，１Ｂを交換することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の第１実施形態に係る照明装置を概略的に示す構成図であり、（Ａ）は電池の起電力が所定値を超えているときの構成図であり、（Ｂ）は電池の起電力が所定値以下であるときの構成図である。
【図２】この発明の第２実施形態に係る照明装置を概略的に示す構成図であり、（Ａ）は電池の起電力が所定値を超えているときの構成図であり、（Ｂ）は電池の起電力が所定値以下であるときの構成図である。
【図３】この発明の第３実施形態に係る照明装置を概略的に示す構成図であり、（Ａ）は電池の起電力が所定値を超えているときの構成図であり、（Ｂ）は電池の起電力が所定値以下であるときの構成図である。
【図４】この発明の第４実施形態に係る照明装置を概略的に示す構成図であり、（Ａ）は電池の起電力が所定値を超えているときの構成図であり、（Ｂ）は電池の起電力が所定値以下であるときの構成図である。
【図５】従来の照明装置に使用される乾電池の標準放電カーブを一例として概略的に示すグラフである。
【００３９】
１Ａ  電球（高電圧用発光部）
１Ｂ  電球（低電圧用発光部）
２  電池
３  照明装置
３ａ  本体部
３ｂ  保持部
３ｃ  レンズ部
３ｄ  反射部
３ｅ  蓋部
３ｆ，３ｇ  装着部
３ｈ  操作部
３ｉ  切替部
３ｊ  装着部
３ｋ  操作部
３ｍ  切替部
３ｎ  起電力検出部
３ｐ  切替部
３ｑ  告知部
【図１】
2008041416.tif 000003
【図２】
2008041416.tif 000004
【図３】
2008041416.tif 000005
【図４】
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【図５】
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