(57)【要約】【課題】樹脂の膨張・収縮による回路基板への応力が低減されるとともに防水性および放熱性が向上される放電ランプ用点灯装置およびこの放電ランプ用点灯装置を具備する照明器具を提供する。【解決手段】放電ランプ用点灯装置１は、金属製のケース２と、点灯回路部品９を実装し、ケース２に収容された回路基板３と、回路基板３かつ点灯回路部品９の少なくとも端子部分をそれぞれ覆うようにケース２内に充填された第１の樹脂４と、第1の樹脂４よりも固化したときの硬度、線膨張率および熱伝導率が大きいものであり、ケース２内において第１の樹脂４の周囲に充填された第２の樹脂５とを具備している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のケースと；
点灯回路部品を実装し、ケースに収容された回路基板と；
回路基板かつ点灯回路部品の少なくとも端子部分をそれぞれ覆うようにケース内に充填された第１の樹脂と；
ケース内において第１の樹脂の周囲に充填されていて、固化したときの硬度、線膨張率および熱伝導率のいずれもが第１の樹脂よりも大きい第２の樹脂と；
を具備していることを特徴とする放電ランプ用点灯装置。
【請求項２】
点灯回路部品および回路基板の間には、絶縁性を有する中間部材が介在していることを特徴とする請求項１記載の放電ランプ用点灯装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の放電ランプ用点灯装置と；
この放電ランプ用点灯装置により点灯される放電ランプと；
放電ランプを配設している器具本体と；
を具備していることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプを点灯する放電ランプ用点灯装置および照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電ランプ用点灯装置などの電気機器には、電子部品が実装された回路基板をケースに収納し、ケースに放熱用の樹脂を充填しているものがある。例えば、回路基板の下面において電子部品がはんだ固定されるとともに発熱量の大きい電子部品が前記下面に表面実装され、回路基板の前記下面とケースの内側面との間にのみ放熱用の樹脂が充填されている電気機器が提案されている（特許文献１参照。）。この従来技術の電気機器は、回路基板の上面に配置されている電子部品と回路基板との間には樹脂が入り込まないから、樹脂の膨張・収縮によってはんだにクラックが生じるのを防止することができるというものである。
【０００３】
また、少なくとも二つの収容空間を区画している絶縁性のケースと、ケースの第１収容空間内に収容され比較的発熱量が多い第１電子部品および第２収容空間内に収容され比較的発熱量が少ない第２電子部品が搭載された１つの回路基板と、第１収容空間に充填され第１電子部品を覆っている比較的放熱性が大きい第１樹脂部と、第２収容空間に充填され第２電子部品を覆っている比較的放熱性が小さい第２の樹脂部とからなる制御ユニットが提案されている(特許文献２参照。)。この従来技術の制御ユニットは、第１樹脂部がウレタン樹脂にフィラを混合したものからなり放熱性に優れているので、第１電子部品の多い発熱を良好に放熱できるとともに、第２電子部品の発熱量は少なく、第２樹脂部がウレタンからなっていても第２樹脂部での放熱が不十分となることがないものである。したがって、放熱板を設けることなく樹脂部のみで放熱が達成され、少ない部品点数でしかも簡単な構造で、電子部品の限度以上の温度上昇を防止できるというものである。
【０００４】
また、電子部品が実装された基板をケース内に収納した後、先ず低又は中粘度かつ低硬度の第１の樹脂材料をケース内に注入してから、第１の樹脂材料に比して硬度が高くかつ高チクソ性の第２の樹脂材料をケース内に注入することによって電子部品及び／又は基板の表面に所定の層厚をもって被覆するようにした被覆生成物が提案されている(特許文献３参照。)。この従来技術の被覆生成物は、所定の層厚をもって被覆する第２の樹脂材料により防水、防湿等にすることができ、低粘度かつ低硬度の第１の樹脂材料をケース内の下層に形成することによって温度変化によるストレスを低減することができて樹脂やはんだにクラックが生じることや電子部品に不当な力が加わることを防止できるというものである。
【特許文献１】特開２００２−１４１６７６号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】特開２００５−２９４７０３号公報（第６頁、第２図）
【特許文献３】特開平６−５３６８１号公報（第３−４頁、第９図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の電気機器は、回路基板の下面とケースの内側面との間にのみ放熱用樹脂が充填されているので、樹脂の膨張・収縮によるはんだクラックを防止できるが、回路基板の上面側のケース内に電子部品から放熱された熱がこもるので、電子部品全体の放熱は不十分である。また、回路基板の下面に発熱量の大きい電子部品を実装するので、回路基板の設計の自由度が小さい。また、回路基板の上面側に実装された電子部品は、樹脂で覆われないので、少なくとも電子部品に対する防水性を有せず、電気機器を高湿度の場所や屋外などで使用することが制限される欠点を有する。
【０００６】
特許文献２の制御ユニットは、比較的発熱量の多い電子部品および比較的発熱量の少ない電子部品に区分して回路基板に実装するので、やはり回路基板の設計の自由度が小さいという問題がある。また、ケースも第１および第２の収容空間を有するように形成するので、構造が複雑となり、コストアップするという欠点を有する。
【０００７】
また、特許文献３の被覆生成物は、第２の樹脂材料により防水、防湿等にすることができる。しかし、電子部品の端子(リード)は、回路基板の表面では低又は中粘度かつ低硬度の第１の樹脂材料で薄く充填され、大部分が第１の樹脂材料に比して硬度が高くかつ高チクソ性の第２の樹脂材料により充填されているので、電子部品からの熱により第１および第２の樹脂材料が膨張、収縮したときに前記端子（リード）が第２の樹脂材料により大きく押圧され、引っ張られるようになるものである。これにより、回路基板のはんだ接着部分に力が加わるようになり、はんだクラックの防止が完全であるとは言えないものである。また、被覆生成物は、電子部品が所定の層厚を有するように第２の樹脂材料で充填されているので、ケースの内部空間が大きく、ケース内に熱がこもり、電子部品全体の放熱が不十分になるおそれがある。
【０００８】
本発明は、樹脂の膨張・収縮による回路基板への応力が低減されるとともに防水性および放熱性が向上される放電ランプ用点灯装置およびこの放電ランプ用点灯装置を具備する照明器具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】
【０００９】
請求項１に記載の放電ランプ用点灯装置の発明は、金属製のケースと；点灯回路部品を実装し、ケースに収容された回路基板と；回路基板かつ点灯回路部品の少なくとも端子部分をそれぞれ覆うようにケース内に充填された第１の樹脂と；ケース内において第１の樹脂の周囲に充填されていて、固化したときの硬度、線膨張率および熱伝導率のいずれもが第１の樹脂よりも大きい第２の樹脂と；を具備していることを特徴とする。
【００１０】
本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。
【００１１】
回路基板は、長手方向における上面および下面などの全体が第１の樹脂により覆われるものである。点灯回路部品は、全体または端子部分が第１の樹脂により覆われるものである。ここで、複数の点灯回路部品のうち、一部の点灯回路部品は、その全体が第１の樹脂により覆われ、残部の点灯回路部品は、その端子部分が第１の樹脂により覆われてもよい。
【００１２】
第１の樹脂および第２の樹脂は、それぞれ硬度、線膨張率および熱伝導率が異なれば同種類の樹脂であってもよい。第１の樹脂は、例えばウレタン樹脂などであり、第２の樹脂は、例えばウレタン樹脂、シリコーン樹脂やエポキシ系の樹脂などである。
【００１３】
第１の樹脂は、硬度が低いほどよく、線膨張率が小さいほどよく、第２の樹脂は、熱伝導率が大きいほどよい。例えば、第１の樹脂は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３(加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方)に規定する硬度（ｓｈｏｒｅＡｏｒＣｏｒＤ）で例えば３５（Ａ）以下とすることができ、線膨張率で例えば１５×１０−５（ｍｍ／ｍｍ・℃）以下とすることができ、熱伝導率で０．２〜０．５（Ｗ／ｍ・ｋ）とすることができる。そして、第２の樹脂は、熱伝導率を高めるために、フィラを混合したものとすることができる。
【００１４】
本発明によれば、第１の樹脂は、固化したときの硬度および線膨張率が第２の樹脂よりも小さいものとなるように比較的小さくされているので、点灯回路部品からの熱により膨張・収縮が繰り返されても、回路基板および点灯回路部品を押圧するときの歪み量が大きく当該押圧の剛性が緩和され、かつ体積の変化量が小さく、これにより回路基板および点灯回路部品に対する応力が低減される。また、第２の樹脂は、熱伝導率が第１の樹脂よりも大きいものとなるように比較的大きくされているので、点灯回路部品からの熱を迅速に金属製のケースに伝熱させて放熱させる。そして、第１の樹脂は、回路基板および点灯回路部品の少なくとも端子部分をそれぞれ覆っているので、防水性および放熱性を有する放電ランプ用点灯装置が形成される。
【００１５】
請求項２記載の放電ランプ用点灯装置の発明は、請求項１記載の放電ランプ用点灯装置において、点灯回路部品および回路基板の間には、絶縁性を有する中間部材が介在していることを特徴とする。
【００１６】
中間部材は、回路基板の全域に対向して設けられることを要しない。また、中間部材の厚さは、点灯回路部品および回路基板の隙間に応じて異なっていてもよい。
【００１７】
本発明によれば、中間部材の体積分、点灯回路部品および回路基板の間の第１の樹脂の充填量が減少するので、第１の樹脂が膨張・収縮したときの点灯回路部品および回路基板の間での体積の変化量がより小さくなって、回路基板に対する応力がより低減される。
【００１８】
請求項３に記載の照明器具の発明は、請求項１または２記載の放電ランプ用点灯装置と；この放電ランプ用点灯装置により点灯される放電ランプと；放電ランプを配設している器具本体と；を具備していることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、請求項１または２記載の放電ランプ用点灯装置を具備する照明器具が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、第１の樹脂は、回路基板および点灯回路部品の少なくとも端子部分をそれぞれ覆っているので、回路基板および点灯回路部品に対する防水性を向上させることができ、また、固化したときの硬度および線膨張率がそれぞれ比較的小さくされているので、膨張・収縮による回路基板および点灯回路部品に対する応力を低減して、回路基板でのはんだのクラックや剥離を防止することができる。また、第２の樹脂は、その熱伝導率が比較的大きくされているので、第１の樹脂から伝熱された点灯回路部品からの熱を迅速に金属製のケースに伝熱させて放熱させることができて、回路基板および点灯回路部品の温度上昇を抑制することができる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、点灯回路部品および回路基板の間に絶縁性を有する中間部材を介在させることにより、中間部材の体積分、点灯回路部品および回路基板の間の第１の樹脂の充填量が減少して、第１の樹脂が膨張・収縮したときの回路基板および点灯回路部品に対する応力が低減するので、回路基板でのはんだのクラックや剥離をより防止することができる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、請求項１または２記載の放電ランプ用点灯装置を具備するので、放電ランプ用点灯装置の放熱が良好であって防水性を有する照明器具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１の実施形態を示す放電ランプ用点灯装置の概略横断面図である。
【００２５】
放電ランプ用点灯装置１は、ケース２、回路基板３、第１の樹脂４および第２の樹脂５を有して構成されている。
【００２６】
ケース２は、それぞれ金属製例えばアルミニウム（Ａｌ）からなるケース本体６およびケース蓋体７からなっている。ケース本体６は、開口６ａを有する長方形の箱状に形成されている。そして、長手方向の両端側の底面６ｂに円柱状の支持部材８，８を配設している。
【００２７】
ケース蓋体７は、ケース本体６の開口６ａを閉塞するようにケース本体６に嵌着されている。ケース蓋体７は、１枚の平板を断面凹状に折り曲げて形成した長尺枠体であり、図示しない両側部がばね性を有するように折り曲げ形成されている。そして、ケース蓋体７がケース本体６に嵌着されたとき、両側部がケース本体６の長手方向の図示しない両側部に強固に固定している。
【００２８】
回路基板３は、長方形状の例えばガラスエポキシ材や紙フェノール材などからなり、ケース本体６の底面６ｂに沿って収容され、両端側がケース本体６の支持部材８，８に図示しないねじにより固定されている。そして、上面３ａに放電ランプを点灯させる高周波点灯回路のトランジスタＴｒ、コンデンサＣ１、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２、集積回路ＩＣやトランスＴ１などの点灯回路部品９を実装している。高周波点灯回路は、放電ランプを高周波点灯させる周知の回路で形成されている。
【００２９】
第１の樹脂４は、例えばポリウレタン樹脂からなり、回路基板３および点灯回路部品９の端子（リード）部分をそれぞれ覆うようにケース本体６内に充填されている。すなわち、第１の樹脂４は、ケース本体６の開口６ａから底面６ｂ側に注入され、点灯回路部品９の全ての端子部分が全て埋もれるまで注入されたものである。そして、第１の樹脂４は、例えば固化したときの硬度が３３（Ａ）であり、線膨張率が１５×１０−５（ｍｍ／ｍｍ・℃）であり、熱伝導率が０．３３（Ｗ／ｍ・ｋ）となっている。硬度３３（Ａ）および線膨張率が１５×１０−５（ｍｍ／ｍｍ・℃）は、従来の放電ランプ用点灯装置よりも低い値である。
【００３０】
第２の樹脂５は、例えばアルミナ系のフィラが混合されたポリウレタン樹脂からなり、ケース本体６内において第１の樹脂４の周囲に充填されたものである。すなわち、第２の樹脂５は、ケース本体６の開口６ａから第１の樹脂４の表面側に注入され、ケース本体６の開口６ａ部分まで注入されたものである。そして、第２の樹脂５は、例えば固化したときの硬度が６４（Ａ）であり、線膨張率が２０×１０−５（ｍｍ／ｍｍ・℃）であり、熱伝導率が０．７５（Ｗ／ｍ・ｋ）となっており、第１の樹脂４の硬度、線膨張率および熱伝導率よりもそれぞれ大きい値となっている。
【００３１】
そして、第２の樹脂５が充填されて固化した後、ケース本体６にケース蓋体７が嵌着されている。なお、ケース本体６には、図示しない貫通孔が設けられており、回路基板３に接続されている入力線および出力線が当該貫通孔からケース本体６の外方に導出されている。
【００３２】
次に、本発明の第１の実施形態の作用について説明する。
【００３３】
回路基板３に入力線を介して商用交流電源から交流電圧が供給されると、点灯回路部品９が動作し、出力線から高周波交流電圧が出力される。そして、点灯回路部品９から熱が放出される。
【００３４】
点灯回路部品９から放出された熱は、直接的に、第１の樹脂４および第２の樹脂５に伝熱される。第１の樹脂４に伝熱された熱は、第１の樹脂４を伝達してケース本体６から外方に放熱される。また、第２の樹脂５に伝熱された熱は、第２の樹脂５を伝達してケース本体６およびケース蓋体７から外方に放熱される。ここで、第２の樹脂５の熱伝導率（例えば０．７５（Ｗ／ｍ・ｋ））は、第１の樹脂４の熱伝導率（例えば０．３３（Ｗ／ｍ・ｋ））よりも大きいので、第２の樹脂５に伝熱された熱は、第１の樹脂４に伝熱された熱よりも迅速に第２の樹脂５を伝達してケース本体６およびケース蓋体７から放熱される。これにより、第１の樹脂４に伝熱された熱の一部が第２の樹脂５に伝熱されて放熱されるようになる。すなわち、点灯回路部品９から放出された熱は、迅速にケース２から外方側に放熱されることになり、点灯回路部品９の温度上昇が抑制される。これにより、点灯回路部品９の放熱性が向上し、点灯回路部品９を長寿命化させることができる。
【００３５】
そして、点灯回路部品９から熱が放出され、第１の樹脂４および第２の樹脂５が当該熱を伝達すると、第１の樹脂４および第２の樹脂５は、それぞれ当該熱により温度上昇して膨張し、体積が増加する。そして、回路基板３に交流電圧が供給されなくなると、点灯回路部品９は、動作を停止し、熱を放出しなくなる。これにより、第１の樹脂４および第２の樹脂５のそれぞれの温度が次第に低下し、膨張（体積の増加）した状態から次第に収縮（体積の減少）していく。すなわち、第１の樹脂４および第２の樹脂５は、点灯回路部品９の動作および不動作に応じて、膨張および収縮する。
【００３６】
第１の樹脂４および第２の樹脂５が膨張および収縮すると、それらの体積の増加、減少により、点灯回路部品９および回路基板３に応力(ストレス)が加わるようになる。すなわち、当該膨張、収縮に応じて、点灯回路部品９および回路基板３を押圧し、引っ張るようになる。ここで、回路基板３および点灯回路部品９は、主として第１の樹脂４により覆われているので、第２の樹脂５が高硬度（例えば６４（Ａ））、第１の樹脂４よりも大きい線膨張率（例えば２０×１０−５（ｍｍ／ｍｍ・℃））を有していても、第１の樹脂４が緩衝材として機能し、第２の樹脂５の膨張、収縮による点灯回路部品９および回路基板３への応力は非常に小さいものである。
【００３７】
そして、第１の樹脂４の膨張、収縮は、直接的に点灯回路部品９および回路基板３への応力となる。特に、回路基板３および点灯回路部品９との間の膨張、収縮は、点灯回路部品９の端子(リード)が回路基板３にはんだ付けされているはんだ接着部分に作用して、はんだにクラックを発生させ、はんだを剥離させるものである。しかし、第１の樹脂４は、固化しているときの硬度が第２の樹脂５の硬度（例えば６４（Ａ））よりも小さいものとなるように低硬度（例えば３３（Ａ））に選定されているので、回路基板３および点灯回路部品９を押圧するときの歪み量が大きく押圧の剛性が緩和される。また、第１の樹脂４は、線膨張率が第２の樹脂５の線膨張率（例えば２０×１０−５（ｍｍ／ｍｍ・℃））よりも小さいものとなるように低い線膨張率（例えば１５×１０−５（ｍｍ／ｍｍ・℃））に選定されているので、膨張、収縮の割合(体積の増減)が非常に小さくなる。これらの結果、点灯回路部品９および回路基板３への応力が非常に小さくなるものである。特に、点灯回路部品９の端子(リード)部分は、全て第１の樹脂４により覆われているので、第１の樹脂４からの応力によって回路基板３のはんだ接着部分に作用する力が非常に小さくなるものである。
【００３８】
こうして、第１の樹脂４および第２の樹脂５が点灯回路部品９からの熱により膨張、収縮を繰り返しても、点灯回路部品９および回路基板３に対する応力が低減されるようになる。これにより、回路基板３でのはんだのクラックや剥離を防止することができる。
【００３９】
そして、回路基板３および点灯回路部品９の端子(リード)部分は、それぞれ第１の樹脂４で全て覆われており、第１の樹脂４は、第２の樹脂５で覆われているので、回路基板３および点灯回路部品９の端子部分に水分が浸入しないものである。したがって、防水性の向上した放電ランプ用点灯装置１を構成することができて、この放電ランプ用点灯装置１を高湿度の室内や雨水などが飛び散る屋外などに設置される照明器具に搭載することができる。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４１】
図２は、本発明の第２の実施形態を示す放電ランプ用点灯装置の概略横断面図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００４２】
図２に示す放電ランプ用点灯装置１０は、図１に放電ランプ用点灯装置１において、ケース本体６の底面６ｂ側に第２の樹脂５を充填した後に、回路基板３および点灯回路部品９の全体をそれぞれ覆うように第１の樹脂４が充填され、さらにケース本体６の開口６ａまで第２の樹脂５が充填されたものである。
【００４３】
点灯回路部品９から放出された熱は、第１の樹脂４に伝熱され、さらに第２の樹脂５に伝熱されてケース２から外方に放熱される。ケース本体６の開口６ａ側に加え、底面６ｂ側にも第１の樹脂４よりも熱伝導率の大きい第２の樹脂５が設けられているので、点灯回路部品９からの熱は、より迅速に伝達されてケース２から放熱される。これにより、回路基板３および点灯回路部品９の放熱性がより向上し、点灯回路部品９をより長寿命化させることができる。
【００４４】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００４５】
図３は、本発明の第３の実施形態を示す放電ランプ用点灯装置の概略横断面図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００４６】
図３に示す放電ランプ用点灯装置１１は、図１に放電ランプ用点灯装置１において、点灯回路部品９の本体および回路基板３の間に、絶縁性を有する中間部材１２が介在されたものである。中間部材１２は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂からなり、回路基板３に沿うように形成され、点灯回路部品９の端子(リード)または本体が挿通する孔が設けられている。点灯回路部品９は、端子(リード)または本体が前記孔を挿通して回路基板３に実装されている。中間部材１２は、回路基板３に設けられた支持部材１３，１３に接着材により固定されている。
【００４７】
点灯回路部品９の本体および回路基板３の間に中間部材１２が介在することにより、点灯回路部品９および回路基板３の間の第１の樹脂４の充填量が中間部材１２の体積分減少するようになる。そして、点灯回路部品９からの熱に応じて第１の樹脂４が膨張、収縮すると、第１の樹脂４の体積の増減量が中間部材１２の体積に対応する分量減少する。これにより、第１の樹脂４による点灯回路部品９および回路基板３への応力が低減される。したがって、回路基板３におけるはんだのクラックや剥離をより防止することができる。
【００４８】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００４９】
図４は、本発明の第４の実施形態を示す照明器具であり、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略正面図、（ｃ）は一部切り欠き概略側面図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００５０】
図４に示す照明器具１４は、駅などの屋外に設置される屋外用照明器具である。照明器具１４は、逆富士形に形成された器具本体１５の内部に図１に示す放電ランプ用点灯装置１を配設している。また、器具本体１５の長手方向の両端側には、それぞれ対を成すランプソケット取付金具１６，１６がねじ１７により固定されている。このランプソケット取付金具１６，１６にランプソケット１８，１８が取り付けられている。そして、ランプソケット１８，１８に放電ランプとしての直管形の蛍光ランプ１９が装着されている。
【００５１】
蛍光ランプ１９は、放電ランプ用点灯装置１の動作により点灯する。蛍光ランプ１９が点灯すると、蛍光ランプ１９からの放射光が直接光および器具本体１５で反射された反射光となって照射面側に照射される。そして、放電ランプ用点灯装置１の動作により点灯回路部品９から放出された熱は、ケース２から器具本体１５に伝熱されて外気に放出される。
照明器具１４は、防水性および放熱性が向上された放電ランプ用点灯装置１を具備しているので、器具本体１５に例えば雨水などの水分が付着することがある駅などの屋外の場所に設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す放電ランプ用点灯装置の概略横断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す放電ランプ用点灯装置の概略横断面図。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す放電ランプ用点灯装置の概略横断面図。
【図４】本発明の第４の実施形態を示す照明器具であり、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略正面図、（ｃ）は一部切り欠き概略側面図。
【符号の説明】
【００５３】
１，１０，１１…放電ランプ用点灯装置
２…ケース
３…回路基板
４…第１の樹脂
５…第２の樹脂
１２…中間部材
１４…照明器具
１５…器具本体
１９…放電ランプとしての蛍光ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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