(57)【要約】【課題】  指向性の高いＬＥＤ光源を点状に配列して、連続した線状の光で描いた文字や記号等のＬＥＤサインを提供できるようにする。【解決手段】  径方向断面が外周側に凸の曲率を有する透光性樹脂製線材を、前記凸状曲率面が内側となるように螺旋に巻いてなる透光性螺旋体と、前記螺旋体の内部に、該螺旋体の長手方向に所定間隔をあけて複数のＬＥＤランプが配設されているＬＥＤ装置とを備えているＬＥＤサイン部材では、ＬＥＤランプからの光が螺旋体外表面にライン光となって現れる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向断面が外周側に凸の曲率を有する透光性樹脂製線材を、前記凸状曲率面が内側となるように螺旋に巻いてなる透光性螺旋体と、
前記螺旋体の内部に、該螺旋体の長手方向に所定間隔をあけて複数のＬＥＤランプが配設されているＬＥＤ装置とを備えたＬＥＤサイン部材。
【請求項２】
前記ＬＥＤ装置において、ＬＥＤランプからの放射光で前記螺旋体の曲率面から入射し、前記螺旋体から出射された光が、隣接するＬＥＤランプの前記螺旋体の出射光と連続して見えるように、前記ＬＥＤランプが配設されている請求項１に記載のＬＥＤサイン部材。
【請求項３】
前記ＬＥＤ装置において、ＬＥＤランプからの放射光で前記螺旋体の曲率面から入射し、前記螺旋体から出射された光が、隣接するＬＥＤランプの前記螺旋体の出射光と連続して見えるように、前記ＬＥＤ装置が前記螺旋体内に挿入固定されている請求項１に記載のＬＥＤサイン部材。
【請求項４】
前記樹脂製線材は、径方向断面が略円形の線材である請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤサイン部材。
【請求項５】
前記ＬＥＤ装置は、
前記螺旋体に内挿され、該螺旋体の屈曲に追随できるように長手方向に可撓性を有する基板上に、前記ＬＥＤランプが所定間隔をあけて配設されたものである請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤサイン部材。
【請求項６】
前記ＬＥＤ装置は、
前記ＬＥＤランプをリード線で接続したもので、該リード線により所定間隔が保持されている請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤサイン部材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のＬＥＤサイン部材を組合わせて、文字、記号等の象形が形成されたＬＥＤサイン。
【請求項８】
請求項５又は６に記載のＬＥＤ部材を適宜屈曲することにより、記号、文字等の象形が形成されたＬＥＤサイン。
【請求項９】
平板上に、請求項１〜６のいずれかに記載のサイン部材を適宜組合わせ又は屈曲させて形成された記号、文字等の象形が取り付けられているＬＥＤサイン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネオンサイン等の広告燈や電光標識等の表示灯などとして用いることができる、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として使用したＬＥＤサイン及びこれに用いるＬＥＤサイン部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、消費電力が少なく、発熱が少なく、長寿命で安全な光源として、ＬＥＤが普及しつつある。例えば、信号灯やビルの屋上に取り付けられた大型画面や店頭看板等の広告灯の光源として、ＬＥＤが用いられるようになってきた。
【０００３】
ＬＥＤ光源を用いて、文字、図形等の各種象形を発光表示させるものとして、例えば特許文献１（特開２００２−３２７４１０）に、可撓性を有する所要長のシリコン樹脂やポリプロピン等からなる透光性チューブの内部に、所要間隔で配設した多数のＬＥＤ光源が挿入された長手方向に延在する長尺発光体を、所望形状の溝部に埋設した埋設用発光体が提案されている。透光性チューブは、可撓性を有しているので、文字等の象形を形成しやすいという長所がある。ここで、道路埋設用発光体で発光すべき部分が前方（道路面）に限定されることから、使用されるＬＥＤ光源は、前方への指向性が高い点光源が用いられる。このため、透光性チューブを通して見える光は、内部に所要間隔で配設された各ＬＥＤライトからの点状の光がチューブに沿って配列されたものとなる。従って、ここに開示されているＬＥＤライトを利用して文字等を表示したＬＥＤサインは、例えば図９のように、点状の光の集合体として文字が構成されたものである。このため、遠方からの視認性に優れた文字を描くためには、ＬＥＤランプの配設間隔を狭める、あるいは輝度の高いＬＥＤランプを使用するといった必要があり、複雑な文字や複数の文字、図形を描く場合、多数のＬＥＤランプが必要となり、コストアップの原因となる。このような事情から、点光源としてのＬＥＤランプを複数用いて、線状に光らせることができるＬＥＤライトが求められている。
【０００４】
点光源としてのＬＥＤランプを用いて、連続した線状の光を得るものとして、例えば、特許文献１（実用新案登録３１０８８４０）には、図１０に示すように、長尺のケース５０内の長手方向に、多数のＬＥＤランプ５１を直列状に配置し、当該ＬＥＤランプ５１の光が入射されるように前記ケース５０に透明性樹脂で構成した棒体５２を配設したＬＥＤ照明具が開示されている。直列状に配設された複数のＬＥＤランプ５１からの光は、透明性樹脂棒体５２の凸レンズ作用により、透明性樹脂棒体５２の透過光としては、長く連続した１本の光（ライン光）として見えることができるというものである。
【０００５】
しかし、このようなＬＥＤ照明具の場合、透明性樹脂棒体５２のレンズ効果を利用しているので、このような構成を有するＬＥＤライトを利用して文字を描こうとする場合、直線状の棒体を組合わせて文字を描くか、あるいは描きたい文字形状の棒体を作成するしかない。このような棒体は、個別に製作せざるをえず、汎用性に欠けるという問題がある。
【０００６】
点状光源としてのＬＥＤを用いながら、ライン光が得られるものとしては、ＬＥＤ蛍光灯が普及しつつある。自由に変形させることができるＬＥＤ蛍光灯としては、特許文献３（特開２００２−２８９００４）に、透明シリコンゴムの外側に蛍光材料を含む透明シリコンゴムを配して、押し出し成形によって管状とした二重蛍光管状体の内部に、リード線によって屈曲自在に互いに接続された複数の紫外線ＬＥＤ装置を挿入したものが提案されている。ＬＥＤ蛍光灯は、ＬＥＤチップから発光された紫外線が管状体に塗布された蛍光材料にあたって、管状体全体を発光させることができる。特許文献３に開示されている二重蛍光管状体は自由な形状に曲げることができ、内部に挿入された複数のＬＥＤ装置も自由な形に曲げることができるので、ライン光で自由に屈曲した文字、図形を描くことが可能である。しかしながら、蛍光灯の場合、管状体全体を光らせることができる一方、ライン光としての発光強度が低くなり、ネオンサインの代替え品としては、視認性に劣るという問題がある。また、種々の色を演出するためには、それぞれの色に対応したＬＥＤチップと蛍光材料の組合わせが必要となり、色によっては高価な蛍光材料を多量に必要とする場合もある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３２７４１０
【特許文献２】実用新案登録３１０８８４０
【特許文献３】特開２００２−２８９００４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、指向性の高いＬＥＤ光源を用いて、点状の光の配列としてでなく、連続した線状の光（ライン光）で文字や記号等の象形を描くことができ、しかも遠方からの視認性がよく、ネオンサインの代替え品となり得るＬＥＤサイン及び当該ＬＥＤサインを実現できるＬＥＤサイン部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のＬＥＤサイン部材は、径方向断面が外周側に凸の曲率を有する透光性樹脂製線材を、前記凸状曲率面が内側となるように螺旋に巻いてなる透光性螺旋体と、前記螺旋体の内部に、該螺旋体の長手方向に所定間隔をあけて複数のＬＥＤランプが配設されているＬＥＤ装置とを備えている。
【００１０】
ＬＥＤランプからの放射光で前記螺旋体の曲率面から入射し、前記螺旋体から出射された光が、隣接するＬＥＤランプの前記螺旋体の出射光と連続して見えるように、前記ＬＥＤ装置において前記ＬＥＤランプが配設され、あるいは前記ＬＥＤ装置の前記螺旋体内への挿入固定がなされている。
【００１１】
また、前記螺旋体に内挿され、該螺旋体の屈曲に追随できるように長手方向に可撓性を有する基板上に、前記ＬＥＤランプが所定間隔をあけて配設されたものであることが好ましく、前記ＬＥＤランプをリード線で接続したもので、該リード線により所定間隔が保持されていることが好ましい。
【００１２】
前記樹脂製線材は、径方向断面が略円形の線材であることが好ましい。
【００１３】
本発明のＬＥＤサインは、上記本発明のＬＥＤサイン部材を組合わせて、文字、記号等の象形が形成されたものであり、上記本発明のＬＥＤ部材を適宜屈曲することにより、記号、文字等の象形が形成されたものである。
【００１４】
また、本発明のＬＥＤサインは、平板上に、上記本発明のサイン部材を適宜組合わせ又は屈曲させて形成された記号、文字等の象形が取り付けられていたものであってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のＬＥＤサイン部材は、光源として指向性の高いＬＥＤランプを使用し、これを点状に配列しても連続した線状の光（ライン光）を得ることができる。従って、ＬＥＤ光源数を節約してコストダウンを図ることができる。さらにＬＥＤサインの文字、デザイン変更は、螺旋体の形状の変更で対応することができるので、本発明のＬＥＤサイン部材を用いれば、ＬＥＤサインについてのユーザーの多様な希望に迅速に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のＬＥＤサイン部材の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態のＬＥＤサイン部材の外観図、図２は部分分解図、図３は本実施形態ＬＥＤサイン部材の長手方向断面図である。
【００１７】
本実施形態のＬＥＤサイン部材は、透光性螺旋体１と、該螺旋体１に内挿された可撓性基板２上に所定間隔をあけて配設された複数のＬＥＤランプ３の集合体であるＬＥＤ装置４とからなる。
【００１８】
透光性螺旋体１は、透光性樹脂からなる線材１ａを渦巻き状に密に巻くことにより形成されたもので、螺旋体１は屈曲自在で、直線図形だけでなく、曲線からなる図形、さらには直線と曲線を組合わせた図形、直線を折り曲げてなる屈曲部を有する図形などを構成することができる。
【００１９】
透光性樹脂としては、透光性を有し、押し出し成形や湿式紡糸、乾式紡糸、延伸処理等によって線条体を成形できるものであればよく、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ナイロン樹脂などを用いることができる。これらの樹脂に適宜着色剤を含有させて、透光性の着色線材からなる着色螺旋体を用いてもよい。
【００２０】
線材１ａとしては、径方向断面形状が円形の線材が好ましく用いられる。上記透光性樹脂液を、円形ダイ又は円形の紡糸口金から押出すことにより、あるいは円形口金を通して引張り成形することにより、通常製造される。また、樹脂液を押出し成形した線材１０を、例えば、図４に示すようなシリンダー１１に巻付けながら引張ることにより、螺旋形状を付与することができる。螺旋形状は、冷却固化により、あるいは熱固定により安定固定され、適宜長さに切断されて螺旋体１となる。
【００２１】
線材１ａは、線径２０ｍｍ（断面積３１４ｍｍ２）以下であることが好ましい。線径２０ｍｍを越えると、形成された螺旋体１の可撓性が劣り、螺旋体１の屈曲が困難になるからである。一方、線径（断面積）の下限は、線材１ａによるレンズ効果を十分得ることができ、結果として螺旋体１の透過光の連続化(ライン光を得ること）ができる線径であればよい。
【００２２】
ＬＥＤ装置４は、螺旋体の屈曲に追随できるように、長手方向に可撓性を有する平板状の可撓性基板２上に、所定間隔をあけてＬＥＤランプ３が直列状に配設されたものである。
【００２３】
可撓性基板２は、長手方向に可撓性を有するものであればよく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、アクリル、ポリカーボネート等のシートなどを用いることができる。これらの平板シートは、通常、長手方向に可撓性を付与するためには、厚みに相当する部分に、ＬＥＤランプ３が配設されることになる。また、これらの平板シートのＬＥＤランプ３が配設される側の面に、直接又はフィルムを介してリード線が印刷等されている。
【００２４】
ＬＥＤランプ３としては、ＬＥＤチップをエポキシ樹脂等で封止した封止体が用いられる。封止体（ＬＥＤパッケージ）の構造は、前方（表示面となる側）に指向性を高めるように、リフレクターがバックに設けられた表面実装型（図５（ａ））であってもよいし、半球状レンズを上部に有する砲弾型（図５（ｂ））などを用いることができ、これらのうち、砲弾型が好ましく用いられる。ＬＥＤチップとしては、ＧａＡｓＰの橙色ＬＥＤ、ＧａＮの青色ＬＥＤなど、好みの色に応じて適宜選択できる。また、封止用樹脂に蛍光体を封止することにより、ＬＥＤチップとは異なる色の光を発光するＬＥＤランプを用いても良い。ＬＥＤランプ３と螺旋体１の色の組合わせは、同系色の組合わせとすることが好ましい。同系色の組合わせでは、螺旋体１の透過光の明るさが増すからである。
【００２５】
個々のＬＥＤチップ３は互いに可撓性基板２に配線されたリード線（図示せず）で接続されていて、螺旋体１の端部で、端子（図示せず）に接続されている。
ＬＥＤ装置におけるＬＥＤランプ間の間隔は、螺旋体１を外部から眺めた時に隣接するＬＥＤランプからの放射光（螺旋体の透過光）が連続してライン光となって見えるように、あるＬＥＤランプ３が入射する最外の線材１ａと、隣接するＬＥＤランプ３から入射する線材１ａとが隣り合うような間隔であり、ＬＥＤチップ３の種類（輝度、光線径、指向性など）、ＬＥＤ装置４と螺旋体１との挿入の位置関係、螺旋体１のサイズ、螺旋体１を構成する線材１ａのサイズ、線材１ａの螺旋体１の内周側となる部分の曲率などに応じて適宜決定される。
【００２６】
このようなＬＥＤ装置４の螺旋体１への位置固定は、ＬＥＤ装置４の構成にもよるが、例えば、螺旋体１の端部にＬＥＤ装置４の端部を固定取付するようにしてもよいし、螺旋体１の下方の内周面に取り付けても良いし、螺旋体１内の適宜位置に支持体を設けてこれにＬＥＤ装置４を支持させるようにしてもよいし、あるいは、螺旋体１で形成される文字、記号を取り付ける基板に直接、螺旋体１との相対位置関係が保持できるように取り付け固定してもよい。
【００２７】
このような構成を有するＬＥＤサイン部材は、各ＬＥＤランプ３からの光が、螺旋体１の内周面に入射する。螺旋体１内周面は、図３に示すように、断面円形の線条体の集合体であるから、線材１ａの外周面に該当する半円が連なってなる曲面である。ＬＥＤランプ光の入射面である線材１ａの外周曲面の凹レンズ効果により、螺旋体１に入射された光が線材１ａ内で広角に広がって出射される。その結果、隣接するＬＥＤランプ３からの螺旋体１の透過光同士が端部で一部重なりあうことができ、ＬＥＤ装置４からの光（螺旋体１の透過光）は、図中、５で示すように連続したライン光となってみえることになる。よって、本発明のＬＥＤサイン部材は、光源として点光源であるＬＥＤランプ３を所定間隔をあけて配設したＬＥＤ装置４を使用しながら、外部からは連続したライン光として認識できる。また、ＬＥＤランプ３からの光が直線状に広がり、かつ螺旋体１を通して目に入ることになるので、高輝度のＬＥＤチップを用いても、ＬＥＤサイン部材からの光としては、目にやさしい柔らかい光となる。従って、視認性向上のために、高輝度ＬＥＤランプを用いればよい。そして、ＬＥＤサイン部材は、螺旋体１の可撓性に基づき、適宜屈曲させた曲線図形を構成することができ、それに基づく屈曲したライン光を発光することができる。また、ＬＥＤサイン部材の光の色は、透明樹脂製線材１ａにより適宜調節できるので、塗布する蛍光材料やＬＥＤチップを封止する樹脂やＬＥＤ装置が内挿されるチューブに含有させる蛍光材料を、使用するＬＥＤの種類に応じて変更する、あるいはチューブや使用した蛍光材料に応じてＬＥＤの種類を選択するといった制限がなくて済む。換言すると、所望する色の光を得るためのＬＥＤの選択範囲が広がるので、コストダウンを図りやすい。
【００２８】
尚、上記実施形態のサイン部材では、螺旋体１構成する線材１ａとして、図６（ａ）に示すように、径方向断面が円形のものを使用したが、本発明のサイン部材は、内挿されているＬＥＤ装置のＬＥＤチップからの光が螺旋体を透過することにより螺旋体を構成している線条体のレンズ効果により広がることができればよいので、螺旋体の内周面に該当する部分が凸状の曲率面となっている線条体であればよい。例えば、図６（ｂ）〜（ｄ）に示すような種々の径方向断面を有する線条体であってもよく、好ましくは断面積３１４ｍｍ２以下の線条体である。これらの線材の場合、曲率面が内周面側となるように、螺旋体を形成すればよい。
【００２９】
また、上記実施形態でＬＥＤ装置４に用いられた可撓性基板２は平板状シートであったが、本発明のＬＥＤサイン部材に用いられる可撓性基板としては、螺旋体１の屈曲に追随できるように長手方向に屈曲性を有するものであればよい。例えば、図７に示すような、樹脂繊維又はグラスファイバーを網状、三つ編み状に編織製したシートを用いても良い。このような編織製シートでは、繊維同士の交絡点の相対移動により、繊維で形成されたシート面部分が長手方向に蛇行できる。さらに、本発明のＬＥＤサイン部材に用いられるＬＥＤ装置は、ＬＥＤランプ及びリード線を基板上に配設するものに限定しない。例えば、個々のＬＥＤランプを可撓性有するリード線等の可撓性を有する部材で連結したものであってもよい。またさらに、本発明のＬＥＤ装置は、屈曲性を要求しない用途に用いられるサイン部材の場合には、ガラス基板やエポキシ基板等の剛直な基板上に、所定間隔をあけてＬＥＤランプが配設されたものであってもよい。
【００３０】
次に、本発明のＬＥＤサイン部材を用いたＬＥＤサインについて説明する。
図８は、上記本発明のＬＥＤサイン部材を適宜組合わせて、平板状のサイン基板１５上に「ＬＥＤ」という文字を形成したものである。
【００３１】
ＬＥＤサイン部材は螺旋体１の屈曲性及び内挿されているＬＥＤ装置４の屈曲性により、例えば、「Ｄ」といった直線及び曲線からなる図形、文字を１個のＬＥＤサイン部材で描くことができる。また、ＬＥＤ装置として、９０°といった鋭角に屈曲できるものを使用した場合には、本発明のＬＥＤサイン部材を用いて、「Ｌ」といった折曲点を有する文字を描くこともできる。
【００３２】
さらに、「Ｅ」のように直線を組合わせた文字の場合には、可撓性を有しないＬＥＤ装置を複数組合わせて用いればよい。
【００３３】
このようなＬＥＤサインは、ＬＥＤサイン部材の作用により、螺旋体の視る側の外周面に螺旋体１に沿ってライン状に光る。従って、ＬＥＤ装置として、所定間隔をあけたＬＥＤランプを所定間隔をあけて配設したが、螺旋体で構成した文字、記号に基づくライン光のサインが得られる。
【００３４】
本発明のＬＥＤサイン部材を用いたサインは、ＬＥＤサイン部材を適宜撓ませ、屈曲させることにより、所望の文字、記号を形成することができるので、ガラス管などを用いるネオン管と比べて、汎用性が高い。また、輝度を上げたり、ＬＥＤランプ間隔を狭くしたりしなくても、螺旋体の径などを適宜選択することで、所定間隔毎にＬＥＤランプを設ければよいので、ＬＥＤサインとしてコストダウンを図ることができる。また、ＬＥＤサイン部材は螺旋体と可撓性ＬＥＤ装置との組合わせで、これを適宜所定形状に形づくることで、サインとしているだけであるから、サインの文字、記号を変更したいときでもＬＥＤサイン部材の折り曲げ、屈曲を変更するだけでよく、デザイン変更に容易に対応することができる。さらに、螺旋体を構成する透明樹脂製線材として、適宜着色透明樹脂を用いることにより、ＬＥＤサインの色を調節することができ、使用するＬＥＤチップの種類やＬＥＤチップと組合わせて使用する蛍光材料を変えることなく、１種類のＬＥＤ装置で種々の色のＬＥＤサインを作成することができるので、汎用性が高い。
【００３５】
以上のような構成を有するＬＥＤサインは、光源として省エネルギーに優れたＬＥＤチップを所定間隔で配列したＬＥＤ装置を用いながら、文字、図形がライン光で形成されたサインである。また、螺旋体のレンズ効果を利用することにより広角化してライン光を得ているので、螺旋体の径、構成線条体の太さ等を適宜選択することにより、従来の点光源として文字、記号を作成するときよりもＬＥＤ間隔を広くとることができるので、使用するＬＥＤ個数は、点光源の集合体として文字、図形を形成したサインの場合と比べて少なくて済み、従来のＬＥＤサインよりもコストダウンを図ることも可能である。
【００３６】
尚、上記実施形態において、ＬＥＤサイン部材、あるいは全体を覆うカバーが取り付けられていることが好ましい。これにより、ＬＥＤサインの防水を図ることができるので、戸外に設置される看板、標識として好適に用いることができる。
【００３７】
また、上記実施形態では、基板上にＬＥＤサイン部材を取り付けたが、ＬＥＤサイン部材自体を支柱等に適宜直接固定してＬＥＤサインを構成してもよい。この場合、個々の文字、図形を構成するＬＥＤサイン部材自体を適当な透明カバーで覆うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のＬＥＤサイン部材及びこれを用いたＬＥＤサインは、省エネルギーで、しかも発熱が少ないＬＥＤを光源として使用し、多数のＬＥＤを密に連続的に配設しなくても、視認性に優れたライン光で文字、記号等の象形を描くことができるので、ネオンサインの代替品として有用である。しかも、螺旋体は屈曲自在であるから、連続的に生産された螺旋体を使用して、種々の文字、記号に対応させることができ、またユーザー側においてもデザイン変更が容易に行える汎用性ある標識、電光看板として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明一実施形態のＬＥＤサイン部材の外観図である。
【図２】図１に示すＬＥＤサイン部材の部分分解図である。
【図３】図１に示すＬＥＤサイン部材の長手方向断面図である。
【図４】螺旋体の製造の一例を説明するための模式図である。
【図５】ＬＥＤランプの例を示す図である。
【図６】本発明のＬＥＤサイン部材に用いられる線材例の径方向断面図である。
【図７】可撓性基板の他の実施例を示す図である。
【図８】本発明のＬＥＤサインの一例を示す外観図である。
【図９】従来のＬＥＤサインを説明するための図である。
【図１０】従来のＬＥＤ照明具の構成を説明するための長手方向断面図（ａ）、及び径方向断面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００４０】
１  螺旋体
１ａ  透明性樹脂性線材
２  ＬＥＤランプ
３  可撓性基板
４  ＬＥＤ装置
５  ライン光
【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】
2008026341.tif 000007
【図６】
2008026341.tif 000008
【図７】
2008026341.tif 000009
【図８】
2008026341.tif 000010
【図９】
2008026341.tif 000011
【図１０】
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