(57)【要約】【課題】インバータ電圧のノイズ除去するノイズ除去回路を有する放電灯点灯装置において、放電灯点灯維持インバータ電圧のデッドタイムによる高調波振動によるイグナイタの誤動作防止が求められている。【解決手段】所定電圧の点灯維持インバータ電圧に重畳されるノイズを除去するノイズ除去回路１６と；このノイズ除去されたインバータ電圧を倍電圧変換し、その倍電圧を基に放電灯点灯始動用高圧パルス電源を生成するイグナイタ回路１８と；放電灯点灯維持用インバータ電圧のデッドタイム時の高調波振動の減衰コンデンサ１１又はインバータ電圧の実効値検出する抵抗１２を設けた放電灯点灯装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定電圧値の極性反転矩形電源を生成出力するインバータ手段と；
このインバータ手段から出力された極性反転矩形電源に重畳されるノイズを除去するノイズ除去手段と；
このノイズ除去手段でノイズ除去された前記極性反転矩形電源を倍電圧変換し、その倍電圧を基に放電灯点灯始動用高圧パルス電源を生成するイグナイタ手段と；
前記インバータ手段からの放電灯点灯始動用高圧パルス電源で放電灯を点灯始動後、前記インバータ手段から出力された前記放電灯点灯維持用極性反転矩形電源のデッドタイムにより生じる前記イグナイタ手段の誤動作を防止するイグナイタ誤動作防止手段と；
を具備することを特徴とした放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記イグナイタ誤動作防止手段は、前記ノイズ除去手段の入力側にコンデンサを設け、前記放電灯の点灯維持用極性反転矩形電源のデッドタイム時の前記ノイズ除去手段のリーケージインダクタンスによる高調波振動を減衰させることを特徴とした請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記イグナイタ誤動作除去手段は、前記イグナイタ手段の入力側に抵抗を設け、前記放電灯の点灯維持用極性反転矩形電源のデッドタイム時の前記ノイズ除去手段のリーケージインダクタンスによる高調波振動を含む極性反転矩形電源の実効値を前記イグナイタ手段に入力させることを特徴とした請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載の放電灯点灯装置と；
この放電灯点灯装置により点灯始動及び点灯維持される放電灯と；
を具備することを特徴とした照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯点灯装置、及びその放電灯点灯装置を用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から高圧放電灯の点灯装置は、高圧放電灯をアーク放電領域まで始動させるために、点灯維持電圧よりも高い電圧を点灯始動時に供給するようになっている。
【０００３】
しかし、照明器具には、放電灯と点灯始動電源を生成するイグナイタのみを設けて、点灯維持電源の生成機能を有する安定器を照明器具から離れた位置に設けることもある。
【０００４】
このように照明器具から離れた位置に設けられた安定器及び放電灯を点灯始動させる照明器具内に設けられたイグナイタの構成について図４を用いて説明する。
【０００５】
照明器具から離れた位置に設けられている安定器は、商用交流電源を整流平滑して生成した直流電源を生成する図示していない整流平滑回路と、この整流平滑回路で生成された直流電源を所定の高電圧値に昇圧し、その昇圧された高電圧値の直流電源を矩形状の極性反転交流電源であるインバータ出力Ｖ１を生成出力する昇圧・インバータ回路２１からなっている。
【０００６】
この昇圧・インバータ回路２１で変換生成されたインバータ出力Ｖ１は、線路２１ａ，２１ｂにより、照明器具の点灯装置に供給される。
【０００７】
照明器具に内蔵される点灯装置は、ノイズ除去回路１６、倍電圧回路１７、イグナイタ回路１８からなっている。
【０００８】
前記ノイズ除去回路１６は、前記昇圧・インバータ回路２１からのインバータ出力Ｖ１が供給される線路に入力端が接続されたノイズトランス２２と、このノイズトランス２２の出力端に直列接続されたコンデンサ２３，２４と、このコンデンサ２３と２４の接続点と接地間に接続されたコンデンサ２５とから構成されている。
【０００９】
このノイズトランス２２とコンデンサ２３，２４，２５からなるノイズ除去回路１６は、離れた位置に設けられている前記昇圧・インバータ回路２１からの線路でインバータ出力Ｖ１の伝送過程で重畳されたノイズを除去する。
【００１０】
このノイズ除去回路１６を構成するノイズトランス２２の出力端には、後述するパルストランス３２の２次巻線と放電灯３６との直列回路に接続されている。このパルストランス３２の２次巻線と放電灯３６に並列にコンデンサ２６が接続されている。このコンデンサ２６は、前記パルストランス３２の２次巻線と放電灯３６に供給される点灯始動電源の閉回路を構成している。
【００１１】
前記倍電圧回路１７は、前記ノイズトランス２２の出力端とコンデンサ２３との接続点に、カソードが接続されたダイオード２７と、アノードが接続されたダイオード２８と、このダイオード２７のアノードとダイオード２８のカソードとの間に直列接続されたコンデンサ２９，３０と、このコンデンサ２９，３０の接続点を前記ノイズトランス２２の出力端とコンデンサ２４の接続点に接続させた構成となっている。
【００１２】
このダイオード２７，２８とコンデンサ２９，３０で倍電圧回路１７を構成しており、この倍電圧回路１７は、前記インバータ出力Ｖ１を倍電圧Ｖ２に昇圧する。
【００１３】
イグナイタ回路１８は、前記ダイオード２８のカソードとコンデンサ２９の接続点と、前記ダイオード２７のアノードとコンデンサ３０の接続点との間に設けられたパルストランス３２の１次巻線とサイダック３３，３４と抵抗３５との直列回路と、前記ダイオード２８のカソードとコンデンサ２９，及びパルストランス３２の１次巻線との接続点と、サイダック３４と抵抗３５の接続点との間のコンデンサ３１とから構成されている。
【００１４】
前記放電灯３６の点灯始動前の無負荷状態において、図示していない点灯スイッチがオンされると、前記昇圧・インバータ回路２１から点灯始動用の高い値のインバータ電圧Ｖ１（以下、点灯始動インバータ電圧Ｖ１と称する）が供給されノイズ除去回路１６でノイズが除去されて、前記倍電圧回路１７に供給される。
【００１５】
この点灯始動インバータ電圧Ｖ１は、前記倍電圧回路１７で倍電圧Ｖ２（以下、点灯始動倍電圧Ｖ２と称する）に生成されると、この点灯始動倍電圧Ｖ２でサイダック３３，３４がブレークオンしてパルストランス３２の１次巻線とコンデンサ３１の共振により、パルストランス３２の２次側に高圧パルス電圧を生じさせる。
【００１６】
この高圧パルス電圧が放電灯３６の点灯始動電圧として供給されて、放電灯３６が点灯始動する。放電灯３６が点灯始動すると、前記パルストランス３２の２次巻線と放電灯３６の両端電圧は低下して、昇圧・インバータ回路２１から出力されるインバータ電圧Ｖ１は点灯維持用の低い電圧Ｖ１（以下、点灯維持インバータ電圧Ｖ１と称する）が生成出力され、サイダック３３，３４がブレークオフしてパルストランス３２の動作を停止させるようになっていると共に、点灯維持インバータ電圧Ｖ１で放電灯３６が点灯維持される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】このような放電灯の点灯装置において、前記放電灯３６が点灯始動後、前記放電灯３６の両端電圧が低い電圧となり、前記昇圧・インバータ回路２１から点灯維持インバータ電圧Ｖ１へと低下する。この放電灯３６を点灯維持させるための前記昇圧・インバータ回路２１から出力される点灯維持インバータ電圧Ｖ１を前記倍電圧回路１７で倍電圧化された電圧Ｖ２（以下、点灯維持倍電圧Ｖ２と称する）の値は、前記サイダック３３，３４をブレークオンする値以下であるために、パルストランス３２の駆動が停止され、前記昇圧・インバータ回路２１からの点灯維持インバータ電圧Ｖ１で放電灯３６が点灯維持される。
【００１８】
一方、前記昇圧・インバータ回路２１から出力される極性反転の矩形電源であるインバータ電圧Ｖ１は、図５（ａ）に示すように、極性反転時にデッドタイムが生じる。
【００１９】
このデッドタイム時に、前記ノイズ除去回路１６のノイズトランス２２のリーケージインダクタンスとコンデンサ２６との共振により高調波振動が生じる。この高調波振動は、昇圧・インバータ回路２１からのインバータ電圧Ｖ１に図５（ｂ）に示すように、重畳される。
【００２０】
例えば、図５（ａ）に示すように、放電灯点灯始動時の点灯始動インバータ電圧Ｖ１が約３００Ｖの電圧とすると、この３００Ｖの点灯始動インバータ電圧Ｖ１は、倍電圧回路１７で２倍の６００Ｖに昇圧される。この時、イグナイタ回路１８のサイダック３３，３４のブレークオン電圧が４００Ｖとすると、前記倍電圧回路１７からの６００Ｖの電圧でサイダック３３，３４でブレークオンして、パルストランス３２から始動用の高圧パルスが生成されて放電灯３６に供給印加される。
【００２１】
このようにして、放電灯３６が点灯始動後、放電灯３６に前記昇圧・インバータ回路２１から図５（ｂ）に示すように、点灯維持インバータ電圧Ｖ１が供給印加され、この点灯維持インバータ電圧Ｖ１は約１３０Ｖとなる。この１３０Ｖの点灯維持インバータ電圧Ｖ１に高調波振動が重畳された際の最大電圧値が２００Ｖであったとすると、この高調波振動による最大電圧値２００Ｖが倍電圧回路１７で倍電圧に昇圧されて４００Ｖとなり、イグナイタ回路１８のサイダック３３，３４をブレークオンさせる電圧となる。
【００２２】
つまり、放電灯３６が点灯始動して、点灯維持されている状態で、前記昇圧・インバータ回路２１から供給される点灯維持インバータ電圧Ｖ１の極性反転のデッドタイムに、前記ノイズトランス２２のリーケージインダクタンスとその周辺の容量により高調波振動が生じる。この高調波振動が重畳された点灯維持インバータ電圧Ｖ１が倍電圧されて、前記高調波振動部分がサイダック３３，３４のブレークオン電圧値を超えるとサイダック３３，３４がオンして、前記高調波振動部分でパルストランス３２から点灯維持状態の放電灯３６に高圧パルスが供給印加される。
【００２３】
このように、放電灯３６の点灯始動後の点灯維持状態において、前記インバータ電圧Ｖ１の極性判定のデッドタイムにより前記ノイズ除去回路１６のノイズトランス２２のリーケージインダクタンスとその周辺の容量の共振により、高調波振動が生成され、この高調波振動によりパルストランス３２から高圧パルスが生成されて放電灯３６に供給されるために、放電灯３６の電極に点灯始動時以外の点灯維持状態でも高圧パルスが供給されるために、電極の劣化の要因となり放電灯の寿命が低下する課題があった。
【００２４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、インバータ電圧のノイズを除去するノイズ除去回路と、前記インバータ電圧を倍電圧処理し、放電灯点灯始動用の高圧パルス電圧を生成する点灯装置において、放電灯点灯維持時の点灯維持インバータ電圧のデッドタイムによる高調波振動を抑制して、放電灯の電極に不要な高圧パルスの供給を防止する放電灯点灯装置とその放電灯点灯装置を用いた照明装置を提供することを目的としている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の放電灯点灯装置は、所定電圧値の極性反転矩形電源を生成出力するインバータ手段と；このインバータ手段から出力された極性反転矩形電源に重畳されるノイズを除去するノイズ除去手段と；このノイズ除去手段でノイズ除去された前記極性反転矩形電源を倍電圧変換し、その倍電圧を基に放電灯点灯始動用高圧パルス電源を生成するイグナイタ手段と；前記インバータ手段からの放電灯点灯始動用高圧パルス電源で放電灯を点灯始動後、前記インバータ手段から出力された前記放電灯点灯維持用極性反転矩形電源のデッドタイムにより生じる前記イグナイタ手段の誤動作を防止するイグナイタ誤動作防止手段と；を具備することを特徴としている。
【００２６】
本発明及び以下の発明において、用語の定義及び技術的意味は次による。
【００２７】
本発明の放電灯は、高圧放電ランプ、キセノンランプ、ナトリウムランプ等の始動時に高電圧を供給してグロー放電させ、グロー放電開始後所定のアーク放電させるランプである。
【００２８】
インバータ手段は、所定の直流高電圧電源を昇圧する昇圧回路と、この所定電圧に昇圧された直流電源を矩形波の交流電源に変換するインバータ回路とから構成されている。
【００２９】
ノイズ除去手段は、前記インバータ手段で生成された矩形波交流電源の伝送線路において、その矩形波交流電源に外部から混入重畳したノイズを除去するもので、一般には、ノイズトランスのインダクタンスとコンデンサで形成する共振周波数をノイズ成分周波数に設定してノイズを除去するノイズ除去回路である。なお、ノイズ除去回路は、重畳されるノイズに応じて各種インダクタンスやコンデンサの組み合わせが用いられる。
【００３０】
イグナイタ手段は、前記インバータ手段で生成された矩形波交流電源を倍電圧に昇圧生成する倍電圧回路と、この倍電圧回路で所定の倍電圧に昇圧された前記矩形状交流電源を高圧パルス電圧に変換する高圧パルストランスからなり、高圧パルストランスで生成された高圧パルス電圧を前記放電灯に点灯始動電源として供給するものである。
【００３１】
前記倍電圧回路は、一般にダイオードとコンデンサで構成されるが、前記矩形状波交流電源を所定電圧値に昇圧するもので、その構成部品や回路形式は特定されるものではない。
【００３２】
前記高圧パルストランスは、前記倍電圧回路から供給された電圧の基で、所定の１次と２次巻線比により２次巻線の出力端に所定値のパルス状電圧を得るものである。
【００３３】
前記倍電圧回路と高圧パルストランスからなるイグナイタ手段には、サイダックが設けられている。このサイダックは、放電灯が点灯していない無負荷状態時に前記倍電圧回路から所定値以上の電圧が供給された際に、前記高圧パルスの１次巻線を導通オンさせ、前記放電灯が点灯始動して、前記倍電圧回路から所定値以下の電圧が供給されると、前記パルストランスの１次巻線を導通オフさせるようになっている。
【００３４】
イグナイタ誤動作防止手段は、前記放電灯が点灯始動して点灯維持状態であるにも拘わらず前記イグナイタ手段が誤動作して放電灯に点灯始動用の高圧パルス電圧を供給印加することを防止するものである。
【００３５】
このイグナイタ手段の誤動作は、前記放電灯が点灯維持電圧である極性反転矩形電圧の極性反転時のデッドタイム時に、前記ノイズ除去手段のリーケージインダクタンスとその周辺の容量からなる共振回路により高調波振動が生じ、この高調波振動が前記極性反転矩形電圧に重畳されて、前記イグナイタ手段の倍電圧回路で倍電圧に昇圧され高調波振動部分の電圧が前記サイダックの駆動電圧を超えると前記高圧パルストランスが作動して高圧パルスが生成出力してしまうことで、前記極性反転矩形電圧のデッドタイムに生じる高調波振動を減少させることで、前記イングナイター手段の誤動作を防止するものである。
【００３６】
この請求項１の放電灯点灯装置により、放電灯の点灯維持状態のイグナイタ手段の誤動作が生じることがなく、放電灯の電極に不要な高圧パルス電圧の供給印加がなくなり、電極の超寿命化が可能となった。
【００３７】
請求項２の発明の放電灯点灯装置は、前記請求項１の放電灯点灯装置において、前記イグナイタ誤動作防止手段は、前記ノイズ除去手段の入力側にコンデンサを設け、前記放電灯の点灯維持用極性反転矩形電源のデッドタイム時の前記ノイズ除去手段のリーケージインダクタンスによる高調波振動を減衰させることを特徴としている。
【００３８】
前記ノイズ除去手段の入力側に設けるコンデンサは、放電灯点灯維持状態時に、前記インバータ手段から供給される矩形波電圧のデッドタイムにより生じる高調波振動を吸収減衰させるものである。
【００３９】
これにより、高調波振動が重畳された点灯維持用の矩形波電圧が前記イグナイタ手段の倍電圧回路で昇圧されても前記サイダックの駆動電圧以下となるために、パルストランスの非導通状態が維持されて放電灯点灯状態での不要な高圧パルスの供給印加が除去できる。
【００４０】
請求項３の発明の放電灯点灯装置は、請求項１の放電灯点灯装置において、前記イグナイタ誤動作除去手段は、前記イグナイタ手段の入力側に抵抗を設け、前記放電灯の点灯維持用極性反転矩形電源のデッドタイム時の前記ノイズ除去手段のリーケージインダクタンスによる高調波振動を含む極性反転矩形電源の実効値を前記イグナイタ手段に入力させることを特徴としている。
【００４１】
前記イグナイタ手段の入力側に設ける抵抗は、放電灯点灯維持状態時に、前記インバータ手段から供給される極性反転矩形電圧のデッドタイムにより生じる高調波振動が重畳された極性反転矩形電圧の実効値電圧を前記イグナイタ手段の倍電圧回路に供給するものである。
【００４２】
これにより、高調波振動が重畳された点灯維持用の極性反転矩形電圧が前記イグナイタ手段の倍電圧回路で昇圧されても前記サイダックの駆動電圧以下となるために、パルストランスの非導通状態が維持されて放電灯点灯状態での不要な高圧パルス電荷の供給印加が除去できる。
【００４３】
請求項４の発明の照明装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載の放電灯点灯装置と；この放電灯点灯装置により点灯始動及び点灯維持される放電灯と；を具備することを特徴としている。
【００４４】
この発明の照明装置は、放電灯点灯維持状態において、イグナイタ手段が誤動作しない点灯装置を有するために、放電灯の電極の超寿命化が可能となった。
【００４５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に係る放電灯点灯装置の一実施形態の構成を示すブロック図、図２は本発明に係る放電灯点灯装置の一実施形態の極性反転矩形電源電圧を説明する説明図である。なお、図４と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００４６】
本発明の放電灯点灯装置は、昇圧・インバータ手段２１からの極性反転矩形電源電圧に重畳されているノイズを除去するノイズ除去回路１６を構成するノイズトランス２２の入力端間にコンデンサ１１を設けている。このノイズフィルタ回路１６でノイズ除去されたインバータ電圧Ｖ１をダイオード２７，２８とコンデンサ２９，３０からなる倍電圧回路１７で倍電圧Ｖ２に昇圧し、コンデンサ３１、パルストランス３２、サイダック３３，３４，及び抵抗３５からなるイグナイタ回路１８で放電灯点灯始動時の高圧パルス電圧を生成すると共に、放電灯点灯始動後はサイダック３３，３４で高圧パルス電圧の生成供給を停止され、前記昇圧・インバータ回路２１からの点灯維持電源電圧で点灯維持される放電灯点灯装置である。
【００４７】
このノイズ除去回路１６のノイズトランス２２の入力端間に接続されたコンデンサ１１は、前記昇圧・インバータ回路２１から供給された放電灯３６の点灯維持状態の極性反転矩形インバータ電圧Ｖ１のデッドタイムに前記ノイズトランス２２のリーケージインダクタンスとコンデンサ２６とで生じる高調波振動を減衰するものである。
【００４８】
例えば、図２に示すように、昇圧・インバータ回路２１から出力供給される放電灯３６の点灯維持インバータ電圧Ｖ１が、例えば、１３０Ｖである時、この点灯維持インバータ電圧Ｖ１に重畳された高調波振動の最大値を低減させて、例えば１５０Ｖにする。
【００４９】
このように最大高調波振動を含む点灯維持インバータ電圧Ｖ１（１５０Ｖ）を前記ノイズトランス２２とコンデンサ２３〜２５によるノイズ除去回路１６でノイズ除去した後、ダイオード２７，２８及びコンデンサ２９，３０からなる倍電圧回路１７で倍電圧に昇圧された電圧（３００Ｖ）は、前記イグナイタ回路１８を構成するサイダック３３，３４を導通オンさせる電圧（４００Ｖ）以下であるために、イグナイタ回路１８は非動作状態を維持し、放電灯３６には前記昇圧・インバータ回路２１からノイズ除去回路１６を経て供給された放電維持用のインバータ電圧Ｖ１のみが供給されるようになる。
【００５０】
この結果、放電灯３６のの点灯維持状態時には、不要な高圧パルスが供給印加されることがなくなり、電極の劣化が防止でき、超寿命化が可能となった。
【００５１】
次に、本発明に係る放電灯点灯装置の他の実施形態について図３を用いて説明する。なお、図１乃至図４と同一部分は、同一符号を付して詳細説明を省略する。
【００５２】
この本発明の他の実施形態の放電灯点灯装置は、前記ノイズ除去回路１６を構成するフィルタトランス２２とコンデンサ２３との接続点と、倍電圧回路１７を構成するダイオード２７のカソードとダイオード２８のアノードとの接続点の間に抵抗１２を設けている。
【００５３】
この抵抗１２は、前記放電灯の点灯維持状態において、前記昇圧・インバータ回路２１から出力供給された、例えば、図２に示すような高調波振動を含む放電灯３６の点灯維持用のインバータ電圧Ｖ１の実効値をダイオード２７，２８とコンデンサ２９，３０で構成される倍電圧回路１７に出力するようになっている。
【００５４】
この抵抗１２から出力される点灯維持用のインバータ電圧Ｖ１の実効値は、前記倍電圧回路１７で倍電圧化されて前記イグナイタ回路１８に供給されても、サイダック３３，３４を導通オンさせる電圧以下であるために、イグナイタ回路１８は非動作状態が維持され、放電灯３６には前記昇圧・インバータ回路２１からノイズフィルタ回路１６を経て供給された放電維持用のインバータ電圧Ｖ１のみが供給されるようになる。
【００５５】
この結果、放電灯３６の点灯維持状態時には、不要な高圧パルスが供給印加されることがなくなり、電極の劣化が防止でき、超寿命化が可能となった。
【００５６】
【発明の効果】
請求項１の発明の放電灯点灯装置は、放電灯の点灯維持状態のイグナイタ手段の誤動作が生じることがなく、放電灯の電極に不要な高圧パルス電圧の供給印加がなくなり、電極の超寿命化が可能となった。
【００５７】
請求項２と請求項３の発明の放電灯点灯装置は、高調波振動が重畳された点灯維持用の極性反転矩形電圧が前記イグナイタ手段の倍電圧回路で昇圧されても前記サイダックの駆動電圧以下となるために、パルストランスが非導通状態が維持されて放電灯点灯状態での不要な高圧パルス電荷の供給印加が除去できる。
【００５８】
請求項４の発明の照明装置は、電灯点灯維持状態において、イグナイタ手段が誤動作しない点灯装置を有するために、放電灯の電極の超寿命化が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放電灯点灯措置の一実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】本発明に係る放電灯点灯装置の点灯維持用インバータ電圧に重畳される高調波振動を減衰動作を説明する説明図。
【図３】本発明に係る放電灯点灯装置の他の実施形態の構成を示すブロック図。
【図４】従来の放電灯点灯装置の構成を示すブロック図。
【図５】従来の放電灯点灯装置の点灯始動電圧とイグナイタ誤動作を生じさせる点灯維持電圧を説明する説明図。
【符号の説明】
１１…コンデンサ、１２…抵抗、１６…ノイズ除去回路、１７…倍電圧回路、１８…イグナイタ回路、２１…昇圧・インバータ回路、２２…ノイズトランス、２３〜２５…ノイズコンデンサ、２７，２８…倍電圧ダイオード、２９，３０…倍電圧コンデンサ、３１…パルスコンデンサ、３２…パルストランス、３３，３４…サイダック、３６…放電灯。
【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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