(57)【要約】【課題】発光ダイオードの発熱量に対して効果的に放熱されるとともに、配光のばらつきが低減された密閉形のＬＥＤ照明器具を提供する。【解決手段】ＬＥＤ照明器具１は、基板８に実装された複数の発光ダイオード２と、発光ダイオード２を点灯させる点灯装置３と、基板取付部４ａに基板８を取り付けている伝熱性の取付台４と、箱形に形成され、底面５ｂに所定の肉厚の台部１４を有し、点灯装置３および取付台４が固定された伝熱性の器具本体５と、器具本体５の開口５ａを閉塞する透光性のカバー６と、器具本体５を収納している箱体７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】
基板に実装された複数の発光ダイオードと；
発光ダイオードを点灯させる点灯装置と；
基板取付部を有し、この基板取付部に前記基板を取り付けている伝熱性の取付台と；
外方に突出するフランジ部を有する箱形に形成され、底面に所定の肉厚の台部を有してなり、前記点灯装置を収納し、前記台部に前記発光ダイオードが自身の開口側に面するようにして前記取付台が固定された伝熱性の器具本体と；
前記器具本体の開口側に当該開口を閉塞するようにして配設された透光性のカバーと；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ照明器具。
【請求項２】
内方に突出するフランジ部を有する略箱形に形成され、自身の内部が略気密性を有するように自身の前記フランジ部に器具本体のフランジ部を固定して器具本体を収納している箱体と；
を具備していることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項３】
器具本体の前記台部は、器具本体の底面を除く部位の肉厚よりも大きい肉厚を有する伝熱性部材が器具本体の底面に面状に密着するように配設されて形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項４】
発光ダイオードは、前記基板取付部の中心に対して対称的に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項５】
取付台は、長手方向と直交する方向の両端にフランジ部が形成され、当該フランジ部が器具本体の前記台部に面接触して固定されていることを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項６】
器具本体の前記台部には、前記台部の内部に位置するねじの螺合部が形成され、取付台のフランジ部は、ねじが前記螺合部に螺着されることにより前記台部に固定されていることを特徴とする請求項５記載のＬＥＤ照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードが搭載された密閉形のＬＥＤ照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種のＬＥＤ照明器具は、高出力形や多数の発光ダイオードが搭載されるようになり、光出力の向上が図られている。高出力形や多数の発光ダイオードを具備すると、発光ダイオードが温度上昇しやすくなり、発光ダイオードの短寿命化や色度の変化となるので、ＬＥＤ照明器具を放熱特性の良好な構成にすることが行われている。
【０００３】
そして、高い密閉特性を保つとともに、放熱特性の良好なＬＥＤ照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この従来技術のＬＥＤ照明装置は、複数個の発光ダイオードが一方の面に配列された基板が、樹脂ケースの底部との接触面積を増大させるように凸部が形成された放熱固定板を介して取り付けられている。したがって、発光ダイオードで発生した熱が放熱固定板を介して効果的に伝達して樹脂ケースの表面から効率よく放熱され、放熱固定板を直接外気にさらさないので、放熱特性を良好にできるとともに、高い密閉特性を保つことができるというものである。
【特許文献１】特開２００２−２９９７００号公報（第３−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術のＬＥＤ照明装置は、発光ダイオードで発生した熱が放熱固定板を介して熱伝導性の比較的低い樹脂ケースから放熱される構造であるので、発光ダイオード側で発生する発熱量が大きく増加すると、増加した熱量に対する放熱が遅くなり、この結果、基板の温度上昇や温度むらが発生するおそれがある。あるいは、増加する発熱量に対して放熱固定板を大きく形成する必要があり、この結果、ＬＥＤ照明器具が大形化し、重量化するおそれがある。
【０００５】
また、基板が取り付けられた放熱固定板と樹脂ケースとが凸部を介して一体化されているので、樹脂ケースの反りやひけなどにより、基板の固定に対する面精度や位置精度が損なわれ、この結果、配光のばらつきが発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は、発光ダイオードの発熱量に対して効果的に放熱されるとともに、配光のばらつきが低減された密閉形のＬＥＤ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】
【０００７】
請求項１に記載のＬＥＤ照明器具の発明は、基板に実装された複数の発光ダイオードと；発光ダイオードを点灯させる点灯装置と；基板取付部を有し、この基板取付部に前記基板を取り付けている伝熱性の取付台と；外方に突出するフランジ部を有する箱形に形成され、底面に所定の肉厚の台部を有してなり、前記点灯装置を収納し、前記台部に前記発光ダイオードが自身の開口側に面するようにして前記取付台が固定された伝熱性の器具本体と；前記器具本体の開口側に当該開口を閉塞するようにして配設された透光性のカバーと；を具備していることを特徴とする。
【０００８】
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。
【０００９】
基板は、１個または複数個を問わない。また、１個の基板に１個の発光ダイオードが実装されていてもよく、複数個の発光ダイオードが実装されていてもよい。
【００１０】
器具本体の台部は、器具本体の底面の一部であってもよく、また、底面全体が台部を構成するものであってもよい。また、底面と一体的となるように底面に伝熱性の部材を密着させて形成することを許容する。
【００１１】
そして、台部は、取付台が取り付けられて固定される大きさや形状に形成されていればよい。
【００１２】
「台部の所定の肉厚」とは、台部の肉厚が器具本体の底面以外の部位の肉厚よりも大きいことを意味し、当該肉厚は、大きいほど好ましいが、器具本体の重量などにより適宜設定すればよい。
【００１３】
点灯装置は、取付台や器具本体の台部などに直接的または間接的に取り付けることができる。また、基板において構成することもできる。
【００１４】
取付台および器具本体は、伝熱性を有するために、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）やステンレス（ＳＵＳ）などの熱伝導のよい金属または熱伝導のよいセラミックなどを用いて形成することができる。金属を用いる場合には、鋳造、鍛造または切削加工により形成することができる。
【００１５】
本発明によれば、発光ダイオードの点灯により発生した熱は、基板から伝熱性の取付台に伝熱され、取付台から伝熱性の器具本体の台部に伝熱されて器具本体の外部に放熱される。ここで、器具本体の台部は、所定の肉厚を有することにより、体積が大きく、蓄熱する熱容量が大きい。したがって、発光ダイオードの発熱量が大きくても、取付台から器具本体の台部に迅速に伝熱され、器具本体から効果的に放熱される。これにより、基板および発光ダイオードの温度上昇および温度むらが抑制される。
【００１６】
そして、器具本体の台部は、所定の肉厚を有して大きい熱容量を有するとともに、台部に伝熱された熱が器具本体から外部に放熱されるので、熱による反りや歪みなどの熱変形が生じにくい。これにより、取付台は、台部に位置精度よく固定され、取付台の基板取付部に基板を介して配設されている発光ダイオードが精度よく所定位置となり、発光ダイオードの配光のばらつきが抑制される。
【００１７】
請求項２に記載のＬＥＤ照明器具の発明は、請求項１記載のＬＥＤ照明器具において、内方に突出するフランジ部を有する略箱形に形成され、自身の内部が略気密性を有するように自身の前記フランジ部に器具本体のフランジ部を固定して器具本体を収納している箱体と；を具備していることを特徴とする。
【００１８】
箱体は、取付台または器具本体と同等の伝熱性を有するように、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）やステンレス（ＳＵＳ）などの熱伝導のよい金属または熱伝導のよいセラミックなどを用いて形成することが好ましい。
【００１９】
本発明によれば、箱体に器具本体が収納されているときに箱体の内部が略気密性を有するので、外気温度が急激に変化しても器具本体の温度変化が小さく、発光ダイオードの光出力の変化も小さいものとなる。
【００２０】
請求項３に記載のＬＥＤ照明器具の発明は、請求項１または２記載のＬＥＤ照明器具において、器具本体の前記台部は、器具本体の底面を除く部位の肉厚よりも大きい肉厚を有する伝熱性部材が器具本体の底面に面状に密着するように配設されて形成されていることを特徴とする。
【００２１】
「底面を除く」は、伝熱性部材自身が器具本体の底面を形成するものであるからである。
【００２２】
伝熱性部材は、器具本体と同様、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）やステンレス（ＳＵＳ）などの熱伝導のよい金属または熱伝導のよいセラミックなどを用いて形成することができる。
【００２３】
本発明によれば、器具本体の底面に面状に密着するように配設された伝熱性部材に取付台が固定されることにより、発光ダイオードからの熱が取付台を介して伝熱性部材に伝熱されて器具本体から放熱される。
【００２４】
請求項４に記載のＬＥＤ照明器具の発明は、請求項１ないし３いずれか一記載のＬＥＤ照明器具において、発光ダイオードは、前記基板取付部の中心に対して対称的に配置されていることを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、複数の発光ダイオードから放射された放射光が器具本体の開口側から出射むらなく出射される。
【００２６】
請求項５に記載のＬＥＤ照明器具の発明は、請求項１ないし４いずれか一記載のＬＥＤ照明器具において、取付台は、長手方向と直交する方向の両端にフランジ部が形成され、当該フランジ部が器具本体の前記台部に面接触して固定されていることを特徴とする。
【００２７】
本発明によれば、取付台から器具本体の台部へ熱が伝熱する経路部分（経路面積）が大きくなるので、発光ダイオードからの熱は、取付台のフランジ部から器具本体の台部に迅速に伝熱される。これにより、基板および発光ダイオードの温度上昇および温度むらがより抑制される。
【００２８】
請求項６に記載のＬＥＤ照明器具の発明は、請求項５記載のＬＥＤ照明器具において、器具本体の前記台部には、前記台部の内部に位置するねじの螺合部が形成され、取付台のフランジ部は、ねじが前記螺合部に螺着されることにより前記台部に固定されていることを特徴とする。
【００２９】
「ねじの螺合部が台部の内部に位置する」とは、ねじは、器具本体の内部側から螺合部に螺着され、この螺着によりねじが器具本体の外面から外方に突出することがないことを意味する。
【００３０】
本発明によれば、取付台のフランジ部が器具本体の台部にねじにより固定されたときに、螺合部において器具本体の内部と外部が通気することがないので、器具本体の開口側にカバーが開口を閉塞するように配設されたときに、器具本体の内部が気密性を有するようになる。そして、箱体のフランジ部に器具本体のフランジ部が固定されて、密閉形のＬＥＤ照明器具が形成される。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１の発明によれば、基板取付部に基板を配設している伝熱性の取付台が伝熱性の器具本体の所定の肉厚を有する台部に固定されているので、発光ダイオードの点灯による発生熱が大きくても、当該熱が効果的に器具本体から放熱される結果、発光ダイオードを高出力化することができる。また、台部の熱変形などが生じにくいので、取付台が精度よく固定されて発光ダイオードの配光のばらつきが低減される結果、発光ダイオードからの放射光を所定の方向に出射させることができる。
【００３２】
請求項２の発明によれば、器具本体は、カバーにより内部が閉塞され箱体に収納されて気密性を有するので、外気による発光ダイオードの光出力の変化が小さく、この結果、ＬＥＤ照明器具を任意の方向に取り付けることができる。
請求項３の発明によれば、伝熱性部材を器具本体の底面に面状に密着させて配設することにより、発光ダイオードからの熱を効果的に器具本体から放熱させることができる結果、発光ダイオードの温度上昇および温度むらを抑制することができる。
【００３３】
請求項４の発明によれば、発光ダイオードが取付台の基板取付部の中心に対して対称的に配置されているので、器具本体の開口側から略面一な出射光を出射させることができる。
【００３４】
請求項５の発明によれば、発光ダイオードからの熱が取付台のフランジ部から器具本体の台部に迅速に伝熱するので、発光ダイオードの温度上昇および温度むらをより抑制することができ、発光ダイオードをより高出力化することができる。
【００３５】
請求項６の発明によれば、取付台のフランジ部に対する器具本体の台部への固定を台部の内部に位置するねじの螺合部にねじが螺着されることにより行っているので、器具本体の内部が気密性を有する密閉形のＬＥＤ照明器具を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
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。
【００３７】
図１は、本発明の第１の実施形態を示すＬＥＤ照明器具であり、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略横断面図、図２は、同じくＬＥＤ照明器具の概略縦断面図である。
【００３８】
図１において、ＬＥＤ照明器具１は、発光ダイオード２、点灯装置３、取付台４、器具本体５、カバー６および箱体７を有して構成されている。このＬＥＤ照明器具１は、例えば床面側の側壁に埋設される足下灯である。
【００３９】
発光ダイオード２は、例えば可視光を放射する面実装形であって、基板８に取り付けられた２個のＬＥＤモジュール８Ａ，８Ａにそれぞれ複数個例えば６個が実装されている。ＬＥＤモジュール８Ａ，８Ａは、ねじ９により基板８に取り付けられている。そして、基板８は、取付台４の基板取付部としての頂面４ａに取り付けられている。
【００４０】
点灯装置３は、発光ダイオード２を点灯させる点灯回路部品がケース１０に収納され、交流電圧例えば２００Ｖを直流電圧例えば２４Ｖに変換してＬＥＤモジュール８Ａ，８Ａに供給するように構成されている。
【００４１】
取付台４は、伝熱性を有するように例えばアルミニウム（Ａｌ）からなり、長手方向と直交する方向の端面が凸形となるように形成されて、両端４ｂ，４ｂ側が開口している逆箱形となっている。そして、図２に示すように、長手方向と直交する方向の両端に側面４ｃ，４ｃのフランジ部１１，１１がそれぞれ形成されている。そして、取付台４は、頂面（基板取付部）４ａの中心に対して複数の発光ダイオード２が対称的に配置されるように基板８を頂面４ａに取り付けている。
【００４２】
器具本体５は、伝熱性を有するように例えばアルミニウム（Ａｌ）からなり、図１（ｂ）に示すように、外方に突出するフランジ部１２および開口５ａ側に段部１３を有する箱形に形成されている。そして、底面５ｂに所定の肉厚例えば３〜８ｍｍを有する長方形の台部１４を有するように形成されている。そして、台部１４の中央部には、絶縁性の基板１５が密着するように配設され、この基板１５にスペーサ１６，１６を介して点灯装置３が配設されている。すなわち、点灯装置３は、基板１５およびスペーサ１６，１６を介して台部１４に固定されて、器具本体５に収納されている。
【００４３】
また、台部１４には、点灯装置３が取付台４に内包されるようにかつ発光ダイオード２が開口５ａ側に面するようにして取付台４が固定されている。台部１４には、図２に示すように、台部１４の内部に位置するねじ２０の螺合部１７が形成されている。そして、ねじ２０が取付台４のフランジ部１１，１１に設けられた孔（図示しない。）を介して螺着されることにより、取付台４のフランジ部１１，１１が台部１４に面接触して固定されている。
【００４４】
また、台部１４は、取付台４の頂面（基板取付部）４ａの中心が器具本体５の開口５ａの中心に位置するように取付台４を固定している。これにより、図１（ａ）に示すように、発光ダイオード２が器具本体５の開口５ａに対称的に配置されている。
【００４５】
カバー６は、透光性の例えば強化ガラスからなり、図１（ａ）または図２に示すように、枠体１８に一体化されるようにして取り付けられている。そして、この枠体１８が器具本体５の開口５ａ側の段部１３に固定されている。これにより、カバー６は、器具本体５の開口５ａを閉塞するようにして器具本体５の開口５ａ側に配設されている。
【００４６】
箱体７は、伝熱性を有するように例えばアルミニウム（Ａｌ）からなり、内方に突出するフランジ部１９を有する略箱形に形成されている。そして、フランジ部１９に器具本体５のフランジ部１２および枠体１８を図示しないねじにより固定している。そして、図１（ｂ）に示すように、側面７ａには、電源線が引き込まれる孔２１が形成され、この孔２１に配設されたゴムパッキン（図示しない。）を貫通して図示しない電源線を内部に引き込んでいる。電源線は、箱体７の内部において、器具本体５の側面５ｃなどに形成されてゴムパッキンが配設された孔（図示しない。）から導出された点灯装置３のリード線（図示しない。）に接続されている。こうして、箱体７の内部は、略気密性を有している。
【００４７】
次に、本発明の第１の実施形態の作用について説明する。
【００４８】
点灯装置３に電源が供給されると、発光ダイオード２が点灯し、熱が発生する。そして、当該熱は、基板８から取付台４の頂面４ａに伝熱され、頂面４ａから頂面４ａの両側の側面４ｃ，４ｃの２箇所に伝熱され、さらに両側面４ｃ，４ｃのそれぞれのフランジ部１１，１１に伝熱される。そして、フランジ部１１，１１と面接触している器具本体５の台部１４に伝熱され、器具本体５から箱体７の内部空間に伝熱され、箱体７から外部に放熱される。
【００４９】
上記において、取付台４は、伝熱性の例えばアルミニウム（Ａｌ）からなり、基板８からの熱を頂面４ａから両側面４ｃ，４ｃの２箇所に伝熱し、さらにそれぞれの側面４ｃの表面積が大きいので、伝熱する熱量が大きくなっている。そして、両側面４ｃ，４ｃのフランジ部１１，１１が器具本体５の台部１４に面接触しているので、基板８から取付台４に伝熱された熱は、台部１４に迅速に伝熱される。
【００５０】
そして、器具本体５の台部１４は、所定の肉厚例えば３〜８ｍｍを有する長方形であるので、体積が大きく、熱容量が大きい。したがって、発光ダイオード２の点灯により発生する発熱量が大きくても、取付台４のフランジ部１１，１１から台部１４に迅速に伝熱させられ、台部１４に蓄熱させられる。そして、台部１４に伝熱されて蓄積された熱は、器具本体５から箱体７の内部空間を介して伝熱性の箱体７に伝熱され、箱体７から外部に放熱される。これにより、基板８および発光ダイオード２の温度上昇および温度むらが抑制される。
【００５１】
発光ダイオード２の温度上昇および温度むらが抑制されると、ＬＥＤモジュール８Ａに形成される発光ダイオード２の数量を増加することができ、あるいは高出力形の発光ダイオード２を用いることができる。すなわち、発光ダイオード２を高出力化することができる。
【００５２】
そして、器具本体５の台部１４は、箱体７の内部空間に放熱するとともに、所定の肉厚例えば３〜８ｍｍを有して大きい熱容量を有するので、熱による反りや歪みなどの熱変形が生じにくい。これにより、台部１４に取付台４が位置精度よく固定され、取付台４に基板８を介して配設されている発光ダイオード２が精度よく所定位置となるので、発光ダイオード２の配光のばらつきが低減される。
【００５３】
また、発光ダイオード２は、取付台４の頂面（基板取付部）４ａの中心に対して対称的に配置され、取付台４は、頂面４ａの中心が器具本体５の開口５ａの中心に位置するように器具本体５の台部１４に固定されているので、器具本体５の開口５ａから略面一な出射光が出射される。これにより、発光ダイオード２からの放射光を器具本体５の開口５ａから所定の方向に略面一に出射させることができる。
【００５４】
そして、取付台４のフランジ部１１，１１は、器具本体５の台部１４の内部に位置する螺合部１７に螺着されたねじ２０により台部１４に固定され、螺合部１７において器具本体５の内部と外部が通気することがなく、器具本体５の開口５ａ側にカバー６が開口５ａを閉塞するように配設され、さらに点灯装置３のリード線がゴムパッキンを介して器具本体５の外部に導出されているので、器具本体５の内部は、略気密性を有している。また、箱体７は、電源線が引き込まれる孔２１にゴムパッキンが配設され、自身のフランジ部１９に器具本体５のフランジ部１２を固定するときに内部が略気密性を有するようにしているので、内部が略気密となっている。これにより、密閉形のＬＥＤ照明器具１が形成される。
【００５５】
そして、器具本体５の内部が気密性を有し、箱体７の内部が略気密性を有することにより、外気の温度変化やＬＥＤ照明器具１の取り付け方向による器具本体５の内部温度の変化は小さく、発光ダイオード２の光出力の変化が小さい。この結果、ＬＥＤ照明器具１を任意の方向に取り付けることができる。
【００５６】
なお、取付台４は、両側面４ｃ，４ｃにフランジ部１１，１１を設けなく、側面４ｃの長手方向の端面を器具本体５の台部１４に接触させるようにして器具本体５に固定されるように構成されてもよい。発光ダイオード２からの熱は、両側面４ｃ，４ｃの前記端面から台部１４に伝熱される。
【００５７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５８】
図３は、本発明の第２の実施形態を示すＬＥＤ照明器具であり、（ａ）は概略横断面図、（ｂ）は概略縦断面図である。なお、図１および図２と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００５９】
図３に示すＬＥＤ照明器具２２は、図１に示すＬＥＤ照明器具１において、器具本体５の台部１４が底面５ｂの全領域に形成されたものである。すなわち、底面５ｂが所定の肉厚例えば３〜８ｍｍを有するように形成されている。
【００６０】
台部１４の体積が大きくなって熱容量が大きくなる分、発光ダイオード２の発生熱が取付台４から迅速に台部１４に伝熱される。これにより、基板８および発光ダイオード２の温度上昇および温度むらがより抑制される。
【００６１】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００６２】
図４は、本発明の第３の実施形態を示すＬＥＤ照明器具であり、（ａ）は概略横断面図、（ｂ）は概略縦断面図である。なお、図１および図２と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００６３】
図４に示すＬＥＤ照明器具２３は、図１に示すＬＥＤ照明器具１において、器具本体５の台部１４が切削され、切削された底面５ｂの領域に長方形の伝熱性部材２４が底面５ｂに面状に密着するように配設されたものである。伝熱性部材２４は、例えばアルミニウム（Ａｌ）からなり、底面５ｂを除く部位の肉厚よりも大きい肉厚例えば２〜７ｍｍを有している。伝熱性部材２４には、図１および図２において説明したように、フランジ部１１，１１を有する取付台４が面接触して固定されている。
【００６４】
伝熱性部材２４は、上記肉厚を有して長方形に形成されているので、熱容量が大きい。これにより、発光ダイオード２からの熱は、取付台４のフランジ部１１，１１を介して迅速に伝熱性部材２４に伝熱される。そして、伝熱性部材２４に蓄積された熱は、器具本体５から箱体７の内部空間に放熱され、箱体７から外部に放熱される。
【００６５】
このように、器具本体５の底面５ｂに面状に密着させて伝熱性部材２４を配設しても、発光ダイオード２からの熱を効果的に器具本体５に伝熱させて放熱させることができる。この結果、基板８および発光ダイオード２の温度上昇および温度むらを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すＬＥＤ照明器具であり、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略横断面図。
【図２】同じく、ＬＥＤ照明器具の概略縦断面図。
【図３】本発明の第２の実施形態を示すＬＥＤ照明器具であり、（ａ）は概略横断面図、（ｂ）は概略縦断面図。
【図４】本発明の第３の実施形態を示すＬＥＤ照明器具であり、（ａ）は概略横断面図、（ｂ）は概略縦断面図。
【符号の説明】
【００６７】
１，２２，２３…ＬＥＤ照明器具
２…発光ダイオード
３…点灯装置
４…取付台
５…器具本体
６…カバー
７…箱体
１４…台部
【図１】
2008084783.tif 000003
【図２】
2008084783.tif 000004
【図３】
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【図４】
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