(57)【要約】【課題】簡単な構造でコイル体とコア部との接触を防ぐことができるチョークコイル及びスイッチング電源装置を提供する。【解決手段】チョークコイル９は、銅板１３で形成されたコイル体１４と、このコイル体１４のコイル本体部１８を挟むように配置された上部コア１５及び下部コア１６からなるコア部１７とを備えている。コイル本体部１８における接続端子部１９ａ，１９ｂの反対側には、コイル本体部１８の振れを抑える振れ止め部材２４が取り付けられている。振れ止め部材２４は、コイル本体部１８の上面と上部コア１５の内面との間に配置される上スペーサ部２５と、コイル本体部１８の下面と下部コア１６の内面との間に配置される下スペーサ部２６と、各スペース部２５，２６と一体化された連結部２７とを有している。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板で形成されたコイル体と、前記コイル体の一部分を挟むように配置された上部コア及び下部コアからなるコア部とを備えたチョークコイルであって、
前記コイル体は、前記金属板をコイル状に曲げて形成され、前記上部コアと前記下部コアとに挟まれるコイル本体部と、前記金属板の両端を含み、前記コア部の一側に配置されるように形成された接続端子部とを有し、
前記コイル本体部における前記接続端子部の反対側には、絶縁体で形成され前記コイル本体部の振れを抑える振れ止め部材が取り付けられていることを特徴とするチョークコイル。
【請求項２】
前記振れ止め部材は、前記コイル本体部の上面と前記上部コアの内面との間に配置された上スペーサ部と、前記コイル本体部の下面と前記下部コアの内面との間に配置された下スペーサ部と、前記上スペーサ部及び前記下スペーサ部と一体化された連結部とを有することを特徴とする請求項１記載のチョークコイル。
【請求項３】
前記コイル本体部は、前記金属板を複数回コイル状に曲げて形成されており、
前記振れ止め部材は、前記連結部と一体化されると共に、前記コイル本体部を形成する上下の前記金属板の間に配置された補助スペーサ部を更に有することを特徴とする請求項２記載のチョークコイル。
【請求項４】
前記上スペーサ部または前記下スペーサ部の先端には、前記コイル本体部の内周面と係合する係止用爪部が設けられていることを特徴とする請求項２または３記載のチョークコイル。
【請求項５】
前記上スペーサ部または前記下スペーサ部は、前記連結部の両側方に延在しており、
前記上スペーサ部または前記下スペーサ部の両側には、前記コイル本体部の内周面または外周面と係合する１対の係止用爪部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２または３記載のチョークコイル。
【請求項６】
前記上スペーサ部または前記下スペーサ部は、前記コイル本体部の外周から張り出すように前記連結部の両側方に延在していることを特徴とする請求項２または３記載のチョークコイル。
【請求項７】
入力電圧をスイッチングするスイッチング回路を有し、前記入力電圧を所定の電圧に変換する電圧変換部と、前記電圧変換部の出力電圧を平滑化する平滑回路とを備えたスイッチング電源装置であって、
前記平滑回路は、請求項１〜６のいずれか一項記載のチョークコイルを有することを特徴とするスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチング電源装置等に使用されるチョークコイル及びスイッチング電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチング電源装置に使用されるチョークコイルとしては、例えば特許文献１に記載されているものがある。この文献に記載のチョークコイルは、銅板等で形成されたコイルと、このコイルを挟むように配置された２つのコア部材とを有している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１５０２７０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、各コア部材の中脚部の周囲にボビンを配置し、このボビンに巻き付ける構成としたので、コイルが振動してコア部材に接触することは無い。しかし、ボビンを使用すると、チョークコイルが大型化してしまう。また、チョークコイルの構造が複雑化し、製作コストが高くなる。
【０００５】
本発明の目的は、簡単な構造でコイル体とコア部との接触を防ぐことができるチョークコイル及びスイッチング電源装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属板で形成されたコイル体と、コイル体の一部分を挟むように配置された上部コア及び下部コアからなるコア部とを備えたチョークコイルであって、コイル体は、金属板をコイル状に曲げて形成され、上部コアと下部コアとに挟まれるコイル本体部と、金属板の両端を含み、コア部の一側に配置されるように形成された接続端子部とを有し、コイル本体部における接続端子部の反対側には、絶縁体で形成されコイル本体部の振れを抑える振れ止め部材が取り付けられていることを特徴とするものである。
【０００７】
このようなチョークコイルにおいては、コイル体の接続端子部がネジ止め等により被接続部に固定されるが、接続端子部はコイル本体部の一側に位置しているので、コイル本体部は振動には弱くなる。特に、チョークコイルを備えたスイッチング電源装置が車載用の場合には、使用環境下において常に振動が加わるため、コイル本体部が振れてコア部に接触する可能性がある。一方、接続端子部はコア部の一側のみに配置されているので、コア部の他側（接続端子部の反対側）には十分なスペースが空いている。そこで、そのスペースを有効利用して、コイル本体部における接続端子部の反対側に振れ止め部材を取り付けることで、コイル本体部の振れを抑えるようにする。これにより、金属板をコイル状に巻き付けるためのボビンをコア部内に設けなくても、コイル本体部が上下方向に振れてコア部の内面に接触することを確実に防止できる。従って、チョークコイルの小型化及びコストダウン化を図ることが可能となる。
【０００８】
好ましくは、振れ止め部材は、コイル本体部の上面と上部コアの内面との間に配置された上スペーサ部と、コイル本体部の下面と下部コアの内面との間に配置された下スペーサ部と、上スペーサ部及び下スペーサ部と一体化された連結部とを有する。これにより、振れ止め部材を１つの部品で簡単に構成することができる。
【０００９】
コイル本体部は、金属板を複数回コイル状に曲げて形成されており、振れ止め部材は、連結部と一体化されると共に、コイル本体部を形成する上下の金属板の間に配置された補助スペーサ部を更に有することが好ましい。これにより、所望のコイル特性を得るために、金属板を複数回コイル状に曲げてコイル本体部を形成した場合に、コイル本体部の振動によって、コイル本体部を形成する上下の金属板同士が接触することを防止できる。従って、コイル本体部のターン数（巻き数）が少なくなってコイル本体部のコイル特性が変わってしまうことを回避できる。
【００１０】
また、好ましくは、上スペーサ部または下スペーサ部の先端には、コイル本体部の内周面と係合する係止用爪部が設けられている。この場合には、振れ止め部材を小型化しつつ、振れ止め部材がコイル本体部から外れるのを防止できる。また、コイル本体部が前後方向（コイル本体部及び接続端子部の並設方向）に振れて、上部コア及び下部コアに設けられた突部に接触することを確実に防止できる。
【００１１】
また、上スペーサ部または下スペーサ部は、連結部の両側方に延在しており、上スペーサ部または下スペーサ部の両側には、コイル本体部の内周面または外周面と係合する１対の係止用爪部がそれぞれ設けられている構成であってもよい。この場合には、振れ止め部材がコイル本体部から外れるのを防止できると共に、コイル本体部が前後方向及び横方向に振れて、上部コア及び下部コアに設けられた突部に接触することを確実に防止できる。
【００１２】
さらに、上スペーサ部または下スペーサ部は、コイル本体部の外周から張り出すように連結部の両側方に延在している構成であってもよい。この場合には、コイル本体部が横方向に振れて、上部コア及び下部コアに設けられた突部に接触することを防止できる。
【００１３】
また、本発明は、入力電圧をスイッチングするスイッチング回路を有し、入力電圧を所定の電圧に変換する電圧変換部と、電圧変換部の出力電圧を平滑化する平滑回路とを備えたスイッチング電源装置であって、平滑回路は、上述したチョークコイルを有することを特徴とするものである。このように上記の振れ止め部材を有するチョークコイルを設けることにより、簡単な構造でコイル体とコア部との接触を防ぐことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るチョークコイル及びスイッチング電源装置の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
まず、本発明に係るチョークコイル及びスイッチング電源装置の第１の実施形態を図１〜図５により説明する。図１は、本実施形態のチョークコイルを備えたスイッチング電源装置を示す分解斜視図である。同図において、スイッチング電源装置１は、例えばガソリンエンジン及び電動機を動力源としたハイブリッド車のように大電流を必要とする自動車に搭載されるものである。
【００１６】
スイッチング電源装置１は、放熱構造をもったケース２を有し、このケース２内には、入力フィルタ３、スイッチング回路４、トランス５、整流回路６、平滑回路７及び出力フィルタ８が収納されている。
【００１７】
入力フィルタ３は、バッテリー（図示せず）から入力された直流電圧に含まれるノイズを除去する。スイッチング回路４は、複数のスイッチング素子を有し、入力フィルタ３からの直流電圧を交流電圧に変換する。トランス５は、スイッチング回路４の出力電圧を所定の電圧まで降圧する。整流回路６は、トランス５の出力電圧（交流電圧）を整流して直流電圧に変換する。なお、スイッチング回路４、トランス５及び整流回路６は、入力電圧を所定の電圧に変換する電圧変換部を構成するものである。
【００１８】
平滑回路７は、チョークコイル９とコンデンサ１０とを有し、整流回路６の出力電圧を平滑化する。なお、チョークコイル９は、支持具１１によってケース２のベース１２に取り付けられている。出力フィルタ８は、平滑回路７の出力電圧に含まれる高周波成分のノイズを除去する。
【００１９】
図２はチョークコイル９の拡大斜視図であり、図３はチョークコイル９の分解斜視図であり、図４はチョークコイル９の背面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【００２０】
各図において、チョークコイル９は、平角線状等の金属板、例えば銅板１３で形成されたコイル体１４と、このコイル体１４の一部分を挟むように配置された上部コア１５及び下部コア１６からなるコア部１７とを備えている。
【００２１】
コイル体１４は、銅板１３をコイル状に曲げて形成したコイル本体部１８と、銅板１３の両端を含む接続端子部１９ａ，１９ｂとからなっている。コイル本体部１８は、銅板１３を複数回、例えば２回だけコイル状に曲げて形成された２ターン構造となっている。接続端子部１９ａ，１９ｂは、コイル本体部１８の一側に位置するように形成されている。
【００２２】
コア部１７は、例えばフェライトで形成されている。上部コア１５は、円柱状の内側突部２０と、この内側突部２０の両側に設けられた１対の外側突部２１とを有し、各外側突部２１の内側面は、コイル本体部１８の外周面に対応して湾曲状を有している。下部コア１６は、円柱状の内側突部２２と、この内側突部２２の両側に設けられた１対の外側突部２３とを有し、各外側突部２３の内側面は、コイル本体部１８の外周面に対応して湾曲状を有している。
【００２３】
コイル体１４が上部コア１５と下部コア１６とに挟まれている状態では、内側突部２０，２２同士および外側突部２１，２３同士が突き合わされると共に、内側突部２０，２２と外側突部２１，２３との間のスペースにコイル本体部１８が配置される。このとき、コイル体１４の接続端子部１９ａ，１９ｂは、コア部１７の一側に引き出されている。また、コア部１７の他側（接続端子部１９ａ，１９ｂの反対側）には、コイル本体部１８の一部がはみ出ている。
【００２４】
そのコイル本体部１８におけるコア部１７からはみ出た部分には、コイル本体部１８の振れを抑えるための差込式の振れ止め部材２４が取り付けられている。振れ止め部材２４は、絶縁性及び耐熱性を有する材料、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂で形成されている。
【００２５】
振れ止め部材２４は、コイル本体部１８の上面と上部コア１５の内面との間に配置される上スペーサ部２５と、コイル本体部１８の下面と下部コア１６の内面との間に配置される下スペーサ部２６と、これらのスペース部２５，２６と一体化された連結部２７とを有している。各スペーサ部２５，２６の先端には、コイル本体部１８の内周面と係合する係止用爪部２８，２９がそれぞれ設けられている。これにより、振れ止め部材２４がコイル本体部１８から外れることを防止できる。
【００２６】
このような振れ止め部材２４を設けることにより、コイル本体部１８が上下方向（高さ方向）に振れてコア部１７の内面に接触したり、コイル本体部１８が前後方向（コイル本体部１８及び接続端子部１９ａ，１９ｂの並設方向）に振れてコア部１７の内側突部２０，２２に接触することは無く、コイル本体部１８とコア部１７との間には所望な距離が確保されることになる。従って、接地電位であるケース２（前述）にコア部１７が直付けされている場合でも、コイル本体部１８を流れる電流がショートしてしまうことは無い。
【００２７】
また、振れ止め部材２４は、上スペーサ部１５と下スペーサ部１６との間において連結部２７と一体化され、コイル本体部１８を形成する上下の銅板１３間に配置される補助スペーサ部３０を更に有している。コイル本体部１８の振れによって上下の銅板１３同士が接触すると、コイル本体部１８のターン数（巻き数）は実質的に１ターンになり、コイル体１４のコイル特性が変わってしまうが、そのような補助スペーサ部３０を設けることで、上下の銅板１３同士が接触することは無いため、コイル体１４の特性変動を防ぐことができる。
【００２８】
このように構成したチョークコイル９をスイッチング電源装置１のケース２に取り付ける場合は、まずコイル本体部１８における接続端子部１９ａ，１９ｂ側の反対側部分に振れ止め部材２４を取り付ける。具体的には、コイル本体部１８を形成する上下の銅板１３間に、振れ止め部材２４の補助スペーサ部３０を差し込むと共に、振れ止め部材２４の係止用爪部２８，２９にコイル本体部１８の内周面を引っ掛ける。そして、コア部１７の内側突部２０，２２の周囲にコイル本体部１８が配置されるように、上部コア１５と下部コア１６とでコイル本体部１８を挟み込む。
【００２９】
次いで、そのようなチョークコイル９を、図１に示すようにケース２のベース１２上に載置し、その状態で支持具１１をケース２にネジ止めすることでチョークコイル９を固定する。また、チョークコイル９におけるコイル体１４の接続端子部１９ａ，１９ｂを、ケース２上に設けられたバスバー３１，３２にそれぞれネジ止めする。なお、バスバー３１は整流回路６と接続され、バスバー３２は出力フィルタ８と接続される。
【００３０】
以上のように本実施形態のチョークコイル９にあっては、コイル本体部１８の振れを抑える振れ止め部材２４を設けたので、振動によってコイル本体部１８がコア部１７に接触してしまうことを防止できる。これにより、コア部１７の内側突部２０，２２の周囲にボビンを配置しなくて済むので、チョークコイルの小型化が図られると共に、チョークコイルを安価に製作することが可能となる。
【００３１】
なお、本実施形態の振れ止め部材２４では、上スペーサ部２５及び下スペーサ部２６の両方に係止用爪部２８，２９を設けたが、上スペーサ部２５及び下スペーサ部２６のいずれか一方のみに係止用爪部を設ける構成としてもよい。
【００３２】
本発明に係るチョークコイルの第２の実施形態を図６〜図１０により説明する。図中、第１の実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３３】
図６は、本実施形態のチョークコイルの拡大斜視図であり、図７は、そのチョークコイルの背面図であり、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。各図において、本実施形態のチョークコイル４０は、上述したコイル体１４と、このコイル体１４のコイル本体部１８を挟むように配置された上部コア４１及び下部コア４２からなるコア部４３とを備えている。
【００３４】
上部コア４１は、円柱状の内側突部４４と、この内側突部４４の両側に設けられた１対の外側突部４５とを有し、各外側突部４５の内側面は、コイル本体部１８の外周面に対応して湾曲状を有している。また、上部コア４１は、内側突部４４から各外側突部４５に向けて拡がるくびれ状を有している。下部コア４２は、円柱状の内側突部４６と、この内側突部４６の両側に設けられた１対の外側突部４７とを有し、各外側突部４７の内側面は、コイル本体部１８の外周面に対応して湾曲状を有している。また、下部コア４２は、内側突部４６から各外側突部４７に向けて拡がるくびれ状を有している。
【００３５】
このようなコア部４３がコイル体１４のコイル本体部１８を挟み込むように組み付けられた状態において、コイル本体部１８における接続端子部１９ａ，１９ｂの反対側には、コイル本体部１８の振れを抑えるための差込式の振れ止め部材４８が取り付けられている。
【００３６】
振れ止め部材４８は、図８〜図１０に示すように、コイル本体部１８の上面と上部コア４１の内面との間に配置される上スペーサ部４９と、コイル本体部１８の下面と下部コア４２の内面との間に配置される下スペーサ部５０と、コイル本体部１８を形成する上下の銅板１３間に配置される補助スペーサ部５１と、これらのスペース部４９〜５１と一体化された連結部５２とを有している。
【００３７】
上スペーサ部４９及び下スペーサ部５０は、連結部５２の両側方に延在している。上スペーサ部４９の両側には、コイル本体部１８の内周面と係合する係止用爪部５３が設けられ、下スペーサ部５０の両側には、コイル本体部１８の内周面と係合する係止用爪部５４が設けられている。各係止用爪部５３，５４は、コイル本体部１８の内周面に対応して湾曲状に延びるように形成されている。
【００３８】
このような振れ止め部材４８を設けることにより、コイル本体部１８が上下方向に振れてコア部４３の内面に接触することは無い。また、上スペーサ部４９及び下スペーサ部５０の両側には湾曲状の係止用爪部５３，５４が形成されているので、コイル本体部１８が前後方向（コイル本体部１８及び接続端子部１９ａ，１９ｂの並設方向）に振れて内側突部４４，４６に接触したり、コイル本体部１８が横方向（内側突部４４，４６及び外側突部４５，４７の並設方向）に振れて内側突部４４，４６または外側突部４５，４７に接触することも無い。従って、コア部４３の内側突部４４，４６の周囲にボビンを配置しなくても、振動によってコイル本体部１８がコア部４３に接触してしまうことを確実に防止できる。
【００３９】
なお、本実施形態の振れ止め部材４８では、上スペーサ部４９及び下スペーサ部５０に、コイル本体部１８の内周面と係合する湾曲状の係止用爪部５３，５４をそれぞれ設けたが、コイル本体部１８の外周面と係合するような湾曲状の係止用爪部を設けてもよい。
【００４０】
また、上スペーサ部４９及び下スペーサ部５０の両方が連結部５２の両側方に延在するように構成したが、上スペーサ部４９及び下スペーサ部５０のいずれか一方のみが連結部５２の両側方に延在すると共に、当該スペーサ部の両側に係止用爪部が設けられた構成としてもよい。
【００４１】
本発明に係るチョークコイルの第３の実施形態を図１１及び図１２により説明する。図中、第２の実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
各図において、本実施形態のチョークコイル６０は、第２の実施形態における振れ止め部材４８の代わりに、振れ止め部材６１を有している。振れ止め部材６１は、コイル本体部１８の上面と上部コア４１の内面との間に配置される上スペーサ部６２と、コイル本体部１８の下面と下部コア４２の内面との間に配置される下スペーサ部６３と、コイル本体部１８を形成する上下の銅板１３間に配置される補助スペーサ部６４と、これらのスペース部６２〜６４と一体化された連結部６５とを有している。
【００４３】
上スペーサ部６２及び下スペーサ部６３は、コイル本体部１８の外周から張り出すように連結部６５の両側方に延在している。また、上スペーサ部６２の両側には、コイル本体部１８の内周面と係合する湾曲状の係止用爪部６６が設けられ、下スペーサ部６３の両側には、コイル本体部１８の内周面と係合する湾曲状の係止用爪部６７が設けられている。このような構成とすることにより、コイル本体部１８が横方向に振れて内側突部４４，４６または外側突部４５，４７に接触することを一層確実に防止できる。
【００４４】
なお、上スペーサ部６２及び下スペーサ部６３に設ける係止用爪部は、コイル本体部１８の外周面と係合するものであってもよい。また、係止用爪部を上スペーサ部６２及び下スペーサ部６３のいずれか一方のみに設けてもよい。
【００４５】
以上、本発明に係るチョークコイルの実施形態について幾つか説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、コイル体１４のコイル本体部１８を複数ターン構造としたが、所望のコイル特性が得られるのであれば、コイル本体部は１ターン構造であってもよい。この場合には、振れ止め部材に補助スペース部を設ける必要はない。
【００４６】
また、上記実施形態では、コア部を構成する上部コア及び下部コアを同一構造としたが、上部コア及び下部コアのいずれか一方を平板とし、上部コア及び下部コアのもう一方のみに内側突部及び外側突部を設けた構成としてもよい。
【００４７】
さらに、上記実施形態のチョークコイルは、トランス及び整流回路を有するスイッチング電源装置に備えられるものであるが、本発明のチョークコイルは、トランス及び整流回路が無く、入力した直流電圧を直流のまま所定電圧に変換するタイプのスイッチング電源装置にも適用可能である。また、本発明のチョークコイルは、そのようなスイッチング電源装置以外の装置にも適用できることは言うまでもない。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、コイル体のコイル本体部における接続端子部の反対側に、絶縁体で形成されコイル本体部の振れを抑える振れ止め部材を取り付けたので、簡単な構造でコイル体とコア部との接触を防ぐことができる。これにより、ボビンが不要となるので、チョークコイルの小型化及び低コスト化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るチョークコイルの第１の実施形態を備えたスイッチング電源装置を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示すチョークコイルの拡大斜視図である。
【図３】図２に示すチョークコイルの分解斜視図である。
【図４】図２に示すチョークコイルの背面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】本発明に係るチョークコイルの第２の実施形態を示す拡大斜視図である。
【図７】図６に示すチョークコイルの背面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】図６に示す振れ止め部材の斜視図である。
【図１０】図９に示す振れ止め部材をコイル体に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係るチョークコイルの第３の実施形態を示す拡大斜視図である。
【図１２】図９に示す振れ止め部材をコイル体に取り付けた状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…スイッチング電源装置、３…入力フィルタ、４…スイッチング回路（電圧変換部）、５…トランス（電圧変換部）、６…整流回路（電圧変換部）、７…平滑回路、８…出力フィルタ、９…チョークコイル、１３…銅板（金属板）、１４…コイル体、１５…上部コア、１６…下部コア、１７…コア部、１８…コイル本体部、１９ａ，１９ｂ…接続端子部、２０…内側突部、２１…外側突部、２２…内側突部、２３…外側突部、２４…振れ止め部材、２５…上スペーサ部、２６…下スペーサ部、２７…連結部、２８，２９…係止用爪部、３０…補助スペーサ部、４０…チョークコイル、４１…上部コア、４２…下部コア、４３…コア部、４４…内側突部、４５…外側突部、４６…内側突部、４７…外側突部、４８…振れ止め部材、４９…上スペーサ部、５０…下スペーサ部、５１…補助スペーサ部、５２…連結部、５３，５４…係止用爪部、６０…チョークコイル、６１…振れ止め部材、６２…上スペーサ部、６３…下スペーサ部、６４…補助スペーサ部、６５…連結部、６６，６７…係止用爪部。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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