(57)【要約】【課題】本発明は、バリスタ電圧や静電容量を個別に調整できることで、製品特性のバリエーションを多くでき生産性を向上させることができる静電気対策部品を提供することを目的とする。【解決手段】バリスタもしくはバリスタを主成分とした材料で構成された基体１１に内部電極１２を設け、内部電極１２と内部電極１３，１４を対向させてバリスタギャップＧ１，Ｇ２を形成し、更に内部電極１５，１６を設けることで、内部電極１２との間に静電容量を形成する構成とすることで、静電容量をバリスタ特性とは別に調整できる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バリスタもしくはバリスタを主成分とした材料を有する基体と、前記基体中に埋設された第１の内部電極と、前記基体中に埋設され前記第１の内部電極との間にギャップを構成する一対の第２の内部電極と、前記第１の内部電極ともに前記一対の第２の電極を挟むように前記基体中に埋設された第３の内部電極と、前記基体上に設けられ前記第１の内部電極と電気的に接続された第１の外部電極と、前記一対の第２の電極の内一方の第２の内部電極及び前記第３の内部電極と電気的に接続された第２の外部電極と、前記一対の第２の電極の内他方の第２の内部電極及び前記第３の内部電極と電気的に接続された第３の外部電極とを備え、前記第１の内部電極と前記一対の第２の内部電極間において所定の電圧以上の電圧が加わると互いの内部電極間で電流が流れ、前記第１の内部電極と前記第３の内部電極間では静電容量を構成することを特徴とする静電気対策部品。
【請求項２】
基体は複数のシートを積層して構成され、内部電極は前記シート間に設けられたことを特徴とする請求項１記載の静電気対策部品。
【請求項３】
少なくとも一対の第２の内部電極と第１の内部電極間の間はバリスタもしくはバリスタを主成分としたシートを配置したことを特徴とする請求項２記載の静電気対策部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器，電気機器等に好適に用いられる静電気対策部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７，図８は従来の静電気対策部品を示す斜視図である。
【０００３】
図７，図８において、１はバリスタで構成された基体で、基体１は略直方体形状となっている。基体１中には、内部電極２が埋設されており、しかもその内部電極２と略直行するように一対の内部電極３，４が埋設されており、内部電極２，３，４はそれぞれ基体１中では非接触となっている。
【０００４】
内部電極２，３，４のそれぞれの両端部はそれぞれ外界に表出しており、それぞれの端部は図８に示す様に基体１の外表面に形成された外部電極５〜１０にそれぞれ接続されている。
【０００５】
この様に構成された静電気対策部品は、内部電極２と内部電極３間の間隔や、内部電極２と内部電極４間の間隔において、基体１を構成するバリスタ材料などによってバリスタ電圧が決定される。従って、このバリスタ電圧を越える電圧が内部電極２，３間や内部電極４，３間に加わると、お互いの内部電極間で放電が生じる。例えば、内部電極２は外部電極５，６を介してアースに接続されている場合であれば、バリスタ電圧以上の電圧が加わると放電して、電流は内部電極３，４から内部電極２の方へ流れる。
【０００６】
先行例としては、特開平５−２８３２１０号公報，特開平１１−３８０９号公報，特開平６−１６３２１２号公報等がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
バリスタ電圧を調整しようとすると、内部電極間の距離を変更（例えば内部電極３と内部電極２間の距離の変更）したり、或いは基体１の構成材料を変更したり、或いは基体１のグレインの大きさを変更するなどの手段が考えられるが、量産性や設計のしやすさなどからすれば、内部電極２，３間や内部電極２，４間の距離を調整することが最も理想的である。
【０００８】
しかしながら、内部電極間の距離を変更すると、内部電極２，３間の静電容量、内部電極２，４の静電容量も同時に変化する。すなわち、バリスタ電圧を変化させようとすると、図７に示す構造では、その静電容量も変化することになるので、バリスタ電圧と静電容量の間には所定の関係が発生し、所定のバリスタ電圧値に対応する静電容量の値は極めて限られたものとなり、製品のバリエーションを多くすることはできなかった。この問題を解決するには前述の通り、基体１の構成材料を変更したりすることが必要となり、生産性などが低下する。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、バリスタ電圧や静電容量を個別に調整できることで、製品特性のバリエーションを多くでき生産性を向上させることができる静電気対策部品を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、バリスタもしくはバリスタを主成分とした材料を有する基体と、基体中に埋設された第１の内部電極と、基体中に埋設され第１の内部電極との間にギャップを構成する一対の第２の内部電極と、第１の内部電極ともに一対の第２の電極を挟むように基体中に埋設された第３の内部電極と、基体上に設けられ第１の内部電極と電気的に接続された第１の外部電極と、一対の第２の電極の内一方の第２の内部電極及び第３の内部電極と電気的に接続された第２の外部電極と、一対の第２の電極の内他方の第２の内部電極及び第３の内部電極と電気的に接続された第３の外部電極とを備え、第１の内部電極と一対の第２の内部電極間において所定の電圧以上の電圧が加わると互いの内部電極間で電流が流れ、第１の内部電極と第３の内部電極間では静電容量を構成した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、バリスタもしくはバリスタを主成分とした材料を有する基体と、前記基体中に埋設された第１の内部電極と、前記基体中に埋設され前記第１の内部電極との間にギャップを構成する一対の第２の内部電極と、前記第１の内部電極ともに前記一対の第２の電極を挟むように前記基体中に埋設された第３の内部電極と、前記基体上に設けられ前記第１の内部電極と電気的に接続された第１の外部電極と、前記一対の第２の電極の内一方の第２の内部電極及び前記第３の内部電極と電気的に接続された第２の外部電極と、前記一対の第２の電極の内他方の第２の内部電極及び前記第３の内部電極と電気的に接続された第３の外部電極とを備え、前記第１の内部電極と前記一対の第２の内部電極間において所定の電圧以上の電圧が加わると互いの内部電極間で電流が流れ、前記第１の内部電極と前記第３の内部電極間では静電容量を構成することを特徴とする静電気対策部品とすることで、静電容量とバリスタ電圧を個別に調整できるので、静電容量を精度良く、しかもバリスタ電圧に関係なく調整できる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、基体は複数のシートを積層して構成され、内部電極は前記シート間に設けられたことを特徴とする請求項１記載の静電気対策部品とすることで、製造が容易になり、基体の特性調整が容易なる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、少なくとも一対の第２の内部電極と第１の内部電極間の間はバリスタもしくはバリスタを主成分としたシートを配置したことを特徴とする請求項２記載の静電気対策部品としたことで、バリスタ特性を限定的な部分に集中できる。
【００１４】
以下、本発明における静電気対策部品の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態における電子部品を示す斜視図である。
【００１６】
図１において、１１は基体で、基体１１は電圧に依存する非線形抵抗を持つバリスタで構成されている。また、本実施の形態では基体１１を略直方体形状で構成している。
【００１７】
１２は基体１１中に埋設された内部電極で、内部電極１２には両端に引出部１２ａ，１２ｂが設けられており、引出部１２ａ，１２ｂは基体１１の端面１１ａ，１１ｂから表出している。
【００１８】
１３，１４は内部電極１２に対向して設けられた内部電極で、内部電極１２，１３間や内部電極１２，１４間にそれぞれギャップＧ１，Ｇ２が形成されている。具体的には、内部電極１３，１４の一部分と内部電極１２の両側部がそれぞれ対向している。本実施の形態では、ギャップＧ１とＧ２は同じか或いは略同じとなるように構成されている。また、ギャップＧ１，Ｇ２はそれぞれ内部電極１２，１３間の最小間隔、内部電極１２，１４間の最小間隔で定義される。
【００１９】
内部電極１３，１４はそれぞれ内部電極１２と略平行となるように埋設されており、しかも内部電極１３には一体に形成された一対の引出部１３ａ，１３ｂ（引出部１３ｂは見えていない）が間隔を開けて設けられており、引出部１３ａ，１３ｂは側面１１ｃに表出している。更に内部電極１４には一体に形成された一対の引出部１４ａ，１４ｂがそれぞれ間隔を開けて設けられており、引出部１４ａ，１４ｂは側面１１ｄに表出している。
【００２０】
１５，１６は内部電極１２，１３，１４に対して交差するように基体１１中に埋設された内部電極で、内部電極１５，１６にはそれぞれ両端部に一体に形成された引出部１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂがそれぞれ形成されている。更に引出部１５ａ，１６ａは側面１１ｃに表出しており、引出部１５ｂ，１６ｂはそれぞれ側面１１ｃに表出している。
【００２１】
内部電極１５，１６と内部電極１２間にはそれぞれ所定の静電容量が形成される。
【００２２】
１７〜２２は基体１の外周面上に設けられた外部電極である。
【００２３】
外部電極１７は基体１１の端面１１ａ，側面１１ｅ，１１ｆに渡って設けられており、端面１１ａに表出した引出部１２ａと電気的に接続されている。
【００２４】
外部電極１８は基体１１の端面１１ｂ，側面１１ｅ，１１ｆに渡って設けられており、端面１１ｂに表出した引出部１２ｂと電気的に接続されている。
【００２５】
外部電極１９は基体１１の側面１１ｃ，側面１１ｅ，１１ｆに渡って設けられており、側面１１ｃに表出した引出部１３ａ，１５ａと電気的に接続されている。すなわち、引出部１３ａ，１５ａ間は外部電極１９を介して電気的に接続されている。
【００２６】
外部電極２０は基体１１の側面１１ｄ，側面１１ｅ，１１ｆに渡って設けられており、側面１１ｄに表出した引出部１４ａ，１５ｂと電気的に接続されている。すなわち、引出部１４ａ，１５ｂ間は外部電極２０を介して電気的に接続されている。
【００２７】
外部電極２１は基体１１の側面１１ｃ，側面１１ｅ，１１ｆに渡って設けられており、側面１１ｃに表出した引出部１６ａ，１３ｂと電気的に接続されている。すなわち、引出部１３ｂ，１６ａ間は外部電極２１を介して電気的に接続されている。
【００２８】
外部電極２２は基体１１の側面１１ｄ，側面１１ｅ，１１ｆに渡って設けられており、側面１１ｄに表出した引出部１４ｂ，１６ｂと電気的に接続されている。すなわち、引出部１４ｂ，１６ｂ間は外部電極２２を介して電気的に接続されている。
【００２９】
以上の様に構成された静電気対策部品は、バリスタ電圧を決定するギャップＧ１，Ｇ２は内部電極１２と内部電極１３，１４間のそれぞれにおいて形成され、しかも静電容量については、内部電極１５，１６と内部電極１２との間で形成されるので、バリスタ電圧を一定にして（ギャップＧ１，Ｇ２を変えずに）静電容量を増減させたい場合には、内部電極１５，１６それぞれと内部電極１２との対向面積や距離などを調整することで実現できる。すなわち本実施の形態では、静電容量を変化させることで、バリスタ電圧の変化はないので、例えば、ギャップＧ１，Ｇ２で決定される一つのバリスタ電圧に対して形成される静電容量を幅広く取ることができ、しかも精度良く調整できる。
【００３０】
次に各部について詳細に説明する。
【００３１】
基体１１は本実施の形態では、直方体形状としたが、立方体形状やあるいは角柱状としてもよく、図２に示す様に基体１を略直方体形状とすることによって、実装性を向上させることができ、素子の転がり等を防止できる等の効果を有する。
【００３２】
基体１１は上述の通り、ほぼ全てバリスタで構成されており、具体的な構成材料としては、ＺｎＯ，ＴｉＯ２，ＳｉＣ，ＢａＴｉＯ３，ＳｒＴｉＯ３から選ばれる少なくとも一つの材料を主成分としたもの（８５重量％〜９９重量％）が好適に用いられ、この主成分材料にＢｉ２Ｏ３，Ｓｂ２Ｏ３，ＭｎＯ２，Ｃｏ２Ｏ３，Ａｇ２Ｏ，ＰｂＯ，Ｃｒ２Ｏ３，ＣｏＯ，ＭｎＯ，Ｐｒ２Ｏ３の中から選ばれる少なくとも一つの補助材料（１重量％〜１５重量％）を添加して構成されている。また、主成分材料に補助材料を添加した材料に外割で他の材料を添加しても良い。
【００３３】
また、基体１１には多数の角部が存在するので、バレル加工などによって角部に面取りを施した方が好ましい。この構成によって例えば、角部を横切って外部電極１７〜２２を形成する場合に、外部電極１７〜２２が角部上で薄くなるのを防止でき、電気的特性の劣化を防止できる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、基体１１は複数のバリスタシートを積層して構成されており、しかも複数のバリスタシート間に内部電極１２〜１６が挟み込まれている。例えば、単層或いは複数層からなる第１のバリスタシートの上に内部電極１２のみが形成され、その第１のバリスタシートの上に単層或いは複数層からなる第２のバリスタシートを積層することで第１のバリスタシートと第２のバリスタシートの間に内部電極１２を挟み込む。次に第２のバリスタシートの上に内部電極１３，１４を非接触となるように同一シート面に形成し、しかも内部電極１３，１４は内部電極１２と第２のバリスタシートを介して対向するように配置されている。次に内部電極１３，１４を挟むように第２のバリスタシートの上に単層或いは複数層からなる第３のバリスタシートを積層し、その第３のバリスタシートの上に内部電極１５，１６を非接触となるように同一シート面に形成し、しかも内部電極１５，１６は内部電極１２と第２，第３のバリスタシートを介して対向するように配置されている。次に内部電極１５，１６を挟むように単層或いは複数層からなる第４のバリスタシートを第３のバリスタシートの上に積層する構成となっている。
【００３５】
内部電極１２〜１６について説明する。
【００３６】
内部電極１２〜１６はバリスタ体（シート体，バルク体）上に層状，シート状，板状体の導電材料を所定の形状で設けることで、形成されている。製造方法としては、バリスタ体の上に導電性材料を用いて、印刷，蒸着，スパッタ，ペースト塗布，ディップ法，転写法などを施すことで形成される。更に、フォトレジスト等のマスクを用いメッキ蒸着などの薄膜形成技術を併用することで、所定形状のパターンの内部電極を形成できる。例えば、フォトレジストをバリスタ体の一面全面に塗布乾燥させて、レジスト膜を形成し、マスクを用いて露光などを施すことで、内部電極の形状に応じたレジスト膜を除去してバリスタ体の表面をむき出しにし、そのバリスタ体のレジスト膜を除去した部分に、蒸着，スパッタ，メッキなどの薄膜形成技術を用いて、導電膜を形成し、その後にレジスト膜を取り除くことで、所定形状の内部電極を形成する。
【００３７】
また、別の製法では、バリスタ体の一面の全面に塗布，メッキ，蒸着などの手段を用いて導電膜を形成し、その導電膜上にレジスト膜を形成し、レジスト膜にマスクなどを用いた露光工程を施すことで、残留させる導電膜部分以外の上に形成されたレジスト膜を取り除き、溶液や逆スパッタリングなどを用いたエッチュング処理を施し、導電膜の不要部分を除去し、その後にレジスト膜を取り除くことで、所定形状の内部電極を形成できる。
【００３８】
また、導電性材料としては、例えばＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ｓｎから選ばれ素少なくとも一つの材料か、或いはその材料に他の元素を添加した導電材料が好適に選ばれる。
【００３９】
また、内部電極１２〜１６は全て同一材料で構成することで、部品点数を削減でき、しかも同一の製造にて形成可能であるので、製造方法が向上する。
【００４０】
更に、内部電極１２〜１６の内特定の内部電極（例えば内部電極１２，１３，１４）と、他の内部電極の構成材料を異なる材料で構成すること、すなわち、内部電極の構成材料を複数用いることで、内部電極１２〜１６に設置場所に最適な材料を選択することで、特性劣化等を防止することもできる。
【００４１】
次に、外部電極１７〜２２について、説明する。
【００４２】
外部導体１７〜２２は導電材料から構成されており、例えば、銀ペーストなどの導電ペーストを各引出部が基体１１の表面に露出した部分に塗布して固化させることで、形成される。この様に塗布によって形成された導体をそのまま外部電極１７〜２２として用いても良いし、その導体上にニッケル等の耐候性の高い保護膜を形成しても良いし、基板などとの接合性を向上させるために半田や鉛フリー半田等の接合膜を形成しても良い。最も好ましくは導体の上に保護膜を形成し、その保護膜の上に接合膜を形成することであり、この様な構成によって外部電極における耐候性や接合性を向上させることができ、基板への実装性などを向上させることができる。
【００４３】
また、外部電極１７〜２２において、導電性ペーストを用い無い場合には、下記の構成が用いられる。すなわち、基体１１上に導電膜を全面に塗布，ディップ，メッキ，蒸着，スパッタ等の手法を用いて形成し、その後に導電膜の不要部分をトリミングやエッチング等によって除去し、外部電極１７〜２２としても良く、その導電膜の上に電解メッキなどによって、他の導電体を積層したり、或いは前述の保護膜や接合膜を積層させても良い。
【００４４】
また、基体１１の表面にフォトレジストの膜を全面に形成し、マスクを用いた露光などによって、外部電極が形成される部分のレジスト膜を除去しその上に導電材料を塗布したり薄膜形成技術などによって導電膜を形成し、その後にレジスト膜を取り除くことで、所定部位のみに導電膜が形成されることになり、その導電膜を外部電極１７〜２２として用いることもできる。
【００４５】
本実施の形態では、基体１１は埋設された内部電極１２〜１６を除けばほとんどバリスタ或いはバリスタを主成分とする材料で構成されるが、図４に示すように、少なくとも内部電極１２と内部電極１３，１４間に設けられた基体構成の一部である基材４０をバリスタ或いはバリスタを主成分とする材料で構成し、他の部分を誘電体材料で構成しても良く、この場合であれば、内部電極１５と、及び図示していないが内部電極１６と内部電極１２間に誘電率の比較的大きな誘電体を用いることができるので、容量の大きさを更に広く調整できるようになり、更には、内部電極１２と内部電極１３，１４間のみで、バリスタ特性を得るように構成できる。
【００４６】
また、本実施の形態では、内部電極１５，１６を別部材で設けたが、図５に示すように内部電極１５，１６を一体に形成して一つの内部電極３８としても良い。この場合であれば、内部電極３８の一方と内部電極１３とを外部電極４１に接続し、内部電極３８のもう一方と内部電極１４とを外部電極４３に接続し、更に内部電極１２の少なくとも一方を外部電極４２に接続した図６で示されるような静電気対策部品としても良い。
【００４７】
本実施の形態では、内部電極１５，１６を平板上として所定の長さで形成したことで、外部電極１９，２０間或いは外部電極２１，２２間において所定のインダクタンス値を得ていたが、より大きなインダクタンス値を得るために、内部電極１５，１６をジグザグ構造（メアンダ構造）とすることで、インダクタンス値を大きくでき、フィルタ特性なども持たせることができ、多様な静電気対策部品を得ることができる。尚、内部電極１５，１６の少なくとも一方を上述の様にインダクタンス値が大きくなる構造とすればよい。
【００４８】
また、本実施の形態では、ギャップＧ１，Ｇ２を略同じとしたが、内部電極１３，１４の配置位置を内部電極１２に対して異ならせる、すなわち内部電極１３，１４を段違いに形成する事で、複数のバリスタ特性を一つの部品実現できる。
【００４９】
本実施の形態では、内部電極１３，１４にそれぞれ２つの引出部１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂを設けたが、それぞれ１つの引出部を設けても良いし、それぞれ３つ以上の引出部を設けても良く、更には、内部電極１３，１４で引出部の数を異ならせたりすることで、様々な回路基板に応じた端子構造を選択できる。
【００５０】
更に本実施の形態では、内部電極１３，１４において、引出部１３ａ，１３ｂ及び引出部１４ａ，１４ｂをそれぞれ一体構成としたが、内部電極１３，１４を２つに分割し、例えば、内部電極１３において引出部１３ａを有する内部電極と引出部１３ｂを有する内部電極に分割するように、内部電極１３にスリットなどを設けることもできる。
【００５１】
また、本実施の形態では、図２において、外部電極１７〜２２を設けたが、外部電極１９，２１を接合して一つの外部電極としても良く、外部電極２０，２２を接合して一つの外部電極として、４端子構造の静電気対策部品としても良い。
【００５２】
本実施の形態では各内部電極に設けられた引出部は各内部電極と一体に構成したが、耐候性等を考慮すると、引出部を別材料で構成しても良い。
【００５３】
また、本実施の形態では、外部電極１７，１８を基体１１上において分離して設けたが、外部電極１７，１８を端面１１ａ，１１ｂ、側面１１ｅ，１１ｆに渡って環状に形成しても良い。この様な構成によって、側面１１ｅ，１１ｆ上に設けられた外部電極の部分が内部電極１５，１６と近接して対向させることができるので、静電容量を更に大きくした場合に有利である。
【００５４】
次に、図１，２に示す静電気対策部品において、その等価回路を図３に示す。
【００５５】
図３は外部電極１７，１８をアースに接続した場合の等価回路である。
【００５６】
図３において、抵抗３０及びインダクタンス３１は内部電極１５自体が有するものであり、抵抗３２及びインダクタンス３３は内部電極１６自体が有するものである。容量３４は内部電極１５と内部電極１２で形成され、容量３５は内部電極１６と内部電極１２で形成される。バリスタ３６，３７は内部電極１２と内部電極１３，１４間で構成される。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は、バリスタもしくはバリスタを主成分とした材料を有する基体と、基体中に埋設された第１の内部電極と、基体中に埋設され第１の内部電極との間にギャップを構成する一対の第２の内部電極と、第１の内部電極ともに一対の第２の電極を挟むように基体中に埋設された第３の内部電極と、基体上に設けられ第１の内部電極と電気的に接続された第１の外部電極と、一対の第２の電極の内一方の第２の内部電極及び第３の内部電極と電気的に接続された第２の外部電極と、一対の第２の電極の内他方の第２の内部電極及び第３の内部電極と電気的に接続された第３の外部電極とを備え、第１の内部電極と一対の第２の内部電極間において所定の電圧以上の電圧が加わると互いの内部電極間で電流が流れ、第１の内部電極と第３の内部電極間では静電容量を構成したことで、静電容量とバリスタ電圧を個別に調整できるので、静電容量を精度良く、しかもバリスタ電圧に関係なく調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における静電気対策部品を示す斜視図
【図２】本発明の一実施の形態における静電気対策部品を示す斜視図
【図３】本発明の一実施の形態における静電気対策部品の等価回路示す図
【図４】本発明の一実施の形態における静電気対策部品を示す断面図
【図５】本発明の一実施の形態における静電気対策部品を示す斜視図
【図６】本発明の一実施の形態における静電気対策部品を示す斜視図
【図７】従来の静電気対策部品を示す斜視図
【図８】従来の静電気対策部品を示す斜視図
【符号の説明】
１，１１　基体
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ　面
２，３，４，１２，１３，１４，１５，１６，３８　内部電極
１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ　引出部
５，６，７，８，９，１０，１７，１８，１９，２０，２１，２２，４１，４２，４３　外部電極
３０，３２　抵抗
３１，３３　インダクタンス
３４，３５　容量
３６，３７　バリスタ
４０　基材
Ｇ１，Ｇ２　ギャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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