(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部と、この底部の周縁に沿って立設された壁部とを有する導電性の台座と、
上板部と、この上板部の周縁に沿って形成され前記台座の前記壁部と対向する側板部とを有する導電性の蓋体と
前記台座と前記蓋体とにより形成された空間内に配置された電源回路部と
を備え、
前記台座の前記壁部は、前記蓋体の前記側板部と接触する複数の隆起部を有し、
前記隆起部は、前記壁部の外面に形成され、前記側板部の内面と接触し、
前記壁部の外面のうち前記隆起部の形成されていない部分と前記側板部の内面との間に、前記台座と前記蓋体とにより形成された空間と外部とを空間的に連通する隙間が形成されている
ことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
電源回路部を収容するための筐体であって、
底部と、この底部の周縁に沿って立設された壁部とを有する導電性の台座と、
上板部と、この上板部の周縁に沿って形成され前記台座の前記壁部と対向する側板部とを有する導電性の蓋体と
を備え、
前記台座の前記壁部は、前記蓋体の前記側板部と接触する複数の隆起部を有し、
前記隆起部は、前記壁部の外面に形成され、前記側板部の内面と接触し、
前記壁部の外面のうち前記隆起部の形成されていない部分と前記側板部の内面との間に、前記台座と前記蓋体とにより形成された空間と外部とを空間的に連通する隙間が形成されている
ことを特徴とする筐体。
【請求項３】
上板部と、この上板部の周縁に沿って形成された側板部とを有する導電性の蓋体と組み合わされることにより、電源回路部を収容する空間を形成する導電性の台座であって、
底部と、この底部の周縁に沿って立設され前記蓋体の前記側板部と対向する壁部とを有し、
前記台座の前記壁部は、前記蓋体の前記側板部と接触する複数の隆起部を有し、
前記隆起部は、前記壁部の外面に形成され、前記側板部の内面と接触し、
前記壁部の外面のうち前記隆起部の形成されていない部分と前記側板部の内面との間に、前記台座と前記蓋体とにより形成された空間と外部とを空間的に連通する隙間が形成されている
ことを特徴とする台座。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源回路を筐体で覆って構成された電源装置、電源回路を覆う筐体、および筐体を構成する台座に係り、自動車に好適に搭載される電源装置、筐体および台座に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車には、ワイパー、ヘッドライト、ルームライト、オーディオ機器、空調機および各種計器類等の車両搭載機器を駆動するための電源として、例えば１２ボルト程度の低圧の直流電圧を出力するバッテリが搭載されている。通常、このような車載バッテリに対する充電は、エンジンの回転を利用して駆動される交流発電機からの交流出力電圧を整流して高圧の直流電圧を得ると共に、この直流入力電圧を、スイッチング電源装置を用いてより低圧の直流電圧に変換してから低圧バッテリに供給することで行われる。
【０００３】
このスイッチング電源装置は、例えば、直流入力電圧をインバータ回路によって交流電圧に一旦変換したのち、その交流電圧を電圧変換トランスで変圧すると共に整流回路等によって再び直流電圧に変換することで電圧変換を行うものである。このスイッチング電源装置は、トランスやチョークコイルなどの磁気回路部品を内蔵しているが、車内の限られたスペースに収納されるため、磁気回路部品同士を近接配置することにより小型化されている。しかし、このように磁気回路部品同士が近接配置されると、これらの部品同士が磁気結合し、これらの部品からラジオ帯域の電磁ノイズが発生する。そのため、ラジオ帯域の電磁ノイズが他の機器に影響を及ぼさない様、スイッチング電源装置は一般に導電性の筐体で覆われている。
【０００４】
この導電性の筐体は、例えば、特許文献１に記載されているように、スイッチング電源装置を載置するための金属製容器本体（台座）と、その台座と組み合わせることでスイッチング電源装置を電磁的に遮蔽するためのカバーとで構成される。これら台座およびカバーは、フランジ（補強または接続のため、部品の全周囲に張り出した出っ張り）をそれぞれ有しており、それぞれのフランジをボルトで固定することにより、スイッチング電源装置を電磁的に遮蔽するようになっている。ここで、台座は一般にダイカスト鋳造により成型されている。ここで、「ダイカスト鋳造」とは、精密な金型に溶融金属を注入して、高精度で鋳肌の優れた鋳物を短時間に大量に製造する方法のことである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１０３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この台座は、フランジの無いものと比べてその体積が大きい。そのため、ダイカスト鋳造の際に注入する溶融金属の容量が多く、製造単価が高くなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ラジオ帯域の電磁ノイズを増加させることなく、製造単価を削減することの可能な電源装置、電源回路を覆う筐体、および筐体を構成する台座を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電源装置は、導電性の台座および蓋体と、台座と蓋体とにより形成された空間内に配置された電源回路部とを備えたものである。台座は、底部と、この底部の周縁に沿って立設された壁部とを有し、蓋体は、上板部と、この上板部の周縁に沿って形成され台座の壁部と対向する側板部とを有する。台座の壁部には、蓋体の側板部と接触する複数の隆起部が形成されており、隆起部は、壁部の外面に形成され、側板部の内面と接触している。さらに、壁部の外面のうち隆起部の形成されていない部分と側板部の内面との間に、台座と蓋体とにより形成された空間と外部とを空間的に連通する隙間が形成されている。
【０００９】
本発明の筐体は、電源回路部を収容するためのものであり、導電性の台座および蓋体を備える。台座は、底部と、この底部の周縁に沿って立設された壁部とを有し、蓋体は、上板部と、この上板部の周縁に沿って形成され台座の壁部と対向する側板部とを有する。台座の壁部には、蓋体の側板部と接触する複数の隆起部が形成されており、隆起部は、壁部の外面に形成され、側板部の内面と接触している。さらに、壁部の外面のうち隆起部の形成されていない部分と側板部の内面との間に、台座と蓋体とにより形成された空間と外部とを空間的に連通する隙間が形成されている。
【００１０】
本発明の台座は、上板部と、この上板部の周縁に沿って形成された側板部とを有する導電性の蓋体と組み合わされることにより、電源回路部を収容する空間を形成するものである。この台座は、導電性の底部と、この底部の周縁に沿って立設され蓋体の側板部と対向する導電性の壁部とを有する。台座の壁部には、蓋体の側板部と接触する複数の隆起部が形成されており、隆起部は、壁部の外面に形成され、側板部の内面と接触している。さらに、壁部の外面のうち隆起部の形成されていない部分と側板部の内面との間に、台座と蓋体とにより形成された空間と外部とを空間的に連通する隙間が形成されている。
【００１１】
また、隆起部は、側板部と点接触したり、壁高さ方向や横方向に線接触するようになっていてもよい。ここで、「横方向」とは、壁高さ方向に垂直な方向のことである。隆起部はまた、壁高さ方向に延在する半円柱状の曲面や、壁部の外面と所定の角度をなす傾斜面を有していてもよい。台座は、例えば、ダイカスト鋳造により形成されている。
【００１２】
本発明の電源装置、筐体および台座では、複数の隆起部が台座の壁部に形成されると共に、蓋体の側板部と接触するように形成されているので、台座の縁にフランジを設けなくても、蓋体は台座に固定される。このように台座の壁部に複数の隆起部を設けると、台座の壁部のうち隆起部の無い部分と側板部との間に隙間が生じる。しかし、蓋体および台座は隆起部を介して電気的に導通しているので、隆起部の大きさや形状、隆起部同士の間隔や配列を適切に調整することにより、その隙間が電磁的に遮蔽される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電源装置、筐体および台座によれば、壁部の側板部と接触する複数の隆起部を台座の壁部に形成することにより、台座の縁にフランジを設けなくても、蓋体を台座に固定することができる。これにより、台座の縁にフランジを設ける必要がなくなるので、フランジの分だけ製造単価を削減することができる。また、台座の縁に壁部を形成することにより、例えば、台座をダイカスト鋳造により形成する場合は、湯流れが良好となる。これにより、スループットが向上するので、製造単価をさらに削減することができる。
【００１４】
また、蓋体および台座は隆起部を介して電気的に導通しているので、隆起部の大きさや形状、隆起部同士の間隔や配列を適切に調整することにより、蓋体と台座との隙間を導電テープなどで埋めなくても、その隙間を電磁的に遮蔽することができる。その結果、電源回路部で発生した電磁ノイズがその隙間から漏洩するのを抑制することができ、特に、その隙間から漏洩するラジオ帯域の電磁ノイズのレベルを、その隙間を導電テープなどで埋めた筐体から漏洩するものと同等にまで低減することができる。
【００１５】
これより、本発明の電源装置、筐体および台座によれば、ラジオ帯域の電磁ノイズを増加させることなく、製造単価を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る電源装置１を斜視的に表すものである。図２は図１のＡ−Ａ矢視方向の断面構成を、図３は図１の蓋体１０を展開したもの（展開板１０Ａ）の平面構成をそれぞれ表すものである。図４は図２の隆起部２３を拡大して斜視的に表すものである。図５は電源装置１のうち隆起部２３のない箇所での断面構成を表すものである。
【００１８】
電源装置１は、電源回路部３０を蓋体１０および台座２０からなる筐体２で覆ったものである。筐体２は、導電性の材料、例えば鉄や、アルミニウム合金で形成されている。そのため、筐体２は、電源回路部３０を外部からの衝撃やホコリから保護する保護容器として機能するだけでなく、電源回路部３０から発生する熱を放散するヒートシンクとして機能すると共に、電源回路部３０から生じる電磁ノイズのうち、特にラジオ帯域のノイズを遮蔽する電磁シールドとして機能するものである。
【００１９】
このように筐体２に電磁シールド機能を持たせたのは、電源回路部３０から発生したラジオ帯域の電磁ノイズが外部に漏れ出て、例えば、自動車に搭載されているＡＭ・ＦＭラジオ（図示せず）の音声に聴感雑音が混ざってしまうのを防止するためである。ここで、「聴感雑音」とは、人がＡＭ・ＦＭラジオの音声を耳で聞いたときに、その音声以外に聞こえる音のことである。
【００２０】
上記電源回路部３０は、高圧バッテリ（図示せず）から供給される高圧の直流入力電圧を、より低い直流出力電圧に変換して、低圧バッテリ（図示せず）に供給するＤＣ−ＤＣコンバータとして機能するものである。この電源回路部３０は、台座２０上に直接配置されたトランスやチョークコイルなどの磁気回路部品３１や、基板上にインバータ回路や整流平滑回路などを実装した回路基板３２を備えている。
【００２１】
筐体２は、蓋体１０および台座２０を組み合わせて構成されたものである。蓋体１０は、板金加工により成型されている。具体的には、図３に示したように、１枚の板から展開板１０Ａを切り抜き、その展開板１０Ａを折り曲げることにより成型されている。この蓋体１０は、四角形状の上板部１１と、上板部１１の周縁に沿って形成された側板部１２と、複数の固定部１３（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ）とを有する。
【００２２】
固定部１３（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ）は、蓋体１０および台座２０をボルトなどで互いに固定するためのものであり、蓋体１０の四隅にそれぞれ形成されている。固定部１３Ａおよび固定部１３Ｃや、固定部１３Ｂおよび固定部１３Ｄは、１枚の板から切り抜かれるに際して互い違いとなるように、それぞれ配置されている。なお、蓋体１０には、フランジのような蓋体１０の全周囲に張り出した出っ張りは形成されていない。
【００２３】
台座２０は、ダイカスト鋳造により成型されている。この台座２０は、底部２１と、壁部２２と、隆起部２３と、複数の固定部２４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ）とを有する。
【００２４】
上記底部２１は、電源回路部３０を載置すると共に熱を効率よく放熱するためのものであり、磁気回路部品３１を配置するためのくぼみ２５と、回路基板３２を支持するための支持部２６と、熱を効率よく放散するためのフィン２７とを有する。
【００２５】
くぼみ２５は、他の領域の平面より一段低い底面と、他の領域の平面と底面とをなだらかにつなぐ斜面とを有する。壁部２２は、台座２０の縁に設けられており、台座２０の表面と垂直な側面を有するストライプ状の凸形状となっている。
【００２６】
隆起部２３は、図４に示したように壁高さ方向に延在する半円柱状の曲面を有しており、この曲面と蓋部１０の側板部１２とが壁高さ方向に線接触するようになっている。これにより、蓋体１０は、隆起部２３を介して台座２０と電気的に導通するようになっている。隆起部２３同士の間隔ｄは、等間隔でもよいし、等間隔でなくてもよい。また、隆起部２３は、開口部１１の内縁と線接触したときに、開口部１１の内縁を押し圧することができる程度の厚みｈを有している。これにより、台座２０の縁にフランジを設けなくても、蓋１０が台座２０に固定されるようになっている。
【００２７】
なお、押し圧の大きさは、外部からの物理的な振動の大きさに応じて調整することが好ましい。押し圧の大きさがあまりに小さいと、外部からの物理的な振動によって開口部１１の内縁が隆起部２３から一時的に浮き、再び開口部１１の内縁が隆起部２３に接するときに音を発生する、いわゆる「びびり」が発生してしまうからである。
【００２８】
固定部２４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ）は、蓋体１０および台座２０をボルトなどで互いに固定するためのものであり、固定部１３と対応する部分にそれぞれ形成されている。なお、台座２０には、フランジのような台座２０の全周囲に張り出した出っ張りは形成されていない。
【００２９】
このとき、壁部２２の外面のうち隆起部２３の形成されていない部分と側板部１２の内面との間に、図５に示したような隙間４０が形成されており、筐体２内部が筐体２外部と空間的に連通するようになっている。この隙間４０は、隆起部２３が側板部１２の内面と線接触することによって形成されたものであり、外部から筐体２内部の電源回路部３０を直接見ることができない程度に入り組んだ構造となっている。このように、筐体２には隙間４０が形成されているが、蓋１０および台座２０は隆起部２３を介して電気的に導通しているので、隆起部２３の厚みｈや、隆起部２３同士の間隔ｄや配列を適切に調整することにより、その隙間４０が電磁的に遮蔽されるようになっている。
【００３０】
次に、以上のような構成の電源装置１の製造方法について説明する。
【００３１】
まず、図３に示したような１枚の鉄板を用意し、固定部２４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ）に相当する部分に穴を開け、必要に応じて上板部１１や側板部１２に相当する部分に凹凸などの絞り加工（図示せず）を施す。その後、展開板１０Ａを切り抜き、切り抜いた展開板１０Ａに金型を押し当てて必要箇所を折り曲げる。その後、のりしろを溶接し、金型を引き抜く。このようにして、蓋体１０が形成される。次に、溶融した鉄を金型に注入したのち、注入した鉄を冷却する。その後、金型を割って、成型された鉄を金型から引き抜く。このようにして、台座２０が形成される。
【００３２】
このとき、台座２０には、蓋体１０および台座２０をボルトなどで互いに固定するための固定部２４が台座２０の四隅にそれぞれ形成されているだけであり、従来のように、フランジのような台座２０の全周囲に張り出した出っ張りは形成されていない。これにより、フランジの分だけ台座２０の製造単価を削減することができる。また、台座２０には、壁部２２が形成されているので、金型に溶融した鉄を注入するに際して、湯流れが良好となる。これにより、スループットが向上するので、台座２０の製造単価をさらに削減することができる。
【００３３】
次に、以上のような構成の電源装置１の作用について説明する。
【００３４】
電源回路部３０は、高圧バッテリの出力側および低圧バッテリの入力側にそれぞれ接続されているものとする。この電源回路部３０は、上記高圧バッテリから入力された高圧の直流入力電圧を、インバータ回路によって交流電圧に一旦変換したのち、その交流電圧を電圧変換トランスで変圧すると共に整流回路等によって低圧の直流出力電圧に変換し、その低圧の直流出力電圧を低圧バッテリに供給する。
【００３５】
このとき、電源回路部３０は、電力損失により大量の熱を発生するが、筐体１の台座２０に接しているので、主に台座２０のリブ２１から熱が放散される。また、蓋体１０と台座２０との間に、外部に連通する隙間４０が設けられているので、筐体１内部にこもった熱がこの隙間４０を介して外部に放散される。
【００３６】
また、電源回路部３０は、トランスやチョークコイルなどの磁気回路部品３１を内蔵しているため、磁気回路部品３１から電磁ノイズを発生する。電源回路部３０は、筐体２によって覆われているが、蓋体１０と台座２０との間に隙間４０があるため、密閉されていない。しかし、この隙間４０は、外部から筐体２内部の電源回路部３０を直接見ることができない程度に入り組んだ構造となっている。また、蓋１０および台座２０は隆起部２３を介して電気的に導通している。そのため、隆起部２３の厚みｈや、隆起部２３１２同士の間隔ｄや配列を適切に調整することにより、蓋体１０と台座２０との隙間４０を導電テープなどで埋めなくても、その隙間４０を電磁的に遮蔽することができる。
【００３７】
その結果、磁気回路部品３１で発生した電磁ノイズがその隙間４０から漏洩するのを抑制することができ、特に、その隙間４０から漏洩するラジオ帯域の電磁ノイズのレベルを、その隙間４０を導電テープなどで埋めた筐体から漏洩するものと同等にまで低減することができる。
【００３８】
これより、本実施の形態の電源装置１によれば、ラジオ帯域の電磁ノイズを増加させることなく、製造単価を削減することができる。
【００３９】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００４０】
例えば、上記実施の形態では、固定部１３，２４を設けていたが、隆起部２３が側板部１２の内面を押し圧する大きさが調整されている場合は、固定部１３，２４を設けなくてもよい。具体的には、蓋体１０と台座２０とが固定部１３，２４で固定されていなくても、「びびり」が発生したり、隆起部２３と側板部１２との接触点が外部からの物理的な振動によって移動しない程度に押し圧されていることが好ましい。この場合は、固定部２４の分だけ台座の製造単価をさらに削減することができる。
【００４１】
また、上記実施の形態では、壁高さ方向に延在する半円柱状の曲面を有する隆起部２３を設けていたが、壁部の側面と点接触する半球状の球面を有する隆起部２８を設けてもよい。また、壁部の側面と所定の角度をなす傾斜面を有する隆起部２９を設けてもよい。このように隆起部２９を設けると、隆起部２９の傾斜面と側板部１２の内面とが横方向に線接触するようになるが、線接触する位置は、傾斜面の傾斜角や、蓋体１０および台座２０の公差などによって変化する。このように、傾斜面を設けて線接触させることにより、蓋体１０および台座２０が多少の公差をそれぞれ有していたとしても、その公差を吸収することが可能である。
【００４２】
また、上記実施の形態では、磁気回路部品３１を配置するためのくぼみとして、他の領域の平面より一段低い底面と、他の領域の平面と底面とをなだらかにつなぐ斜面とを有するくぼみ２５を設けていたが、図８および図９に示したように、他の領域の平面より一段低い底面３５Ａと、その底面の周囲に形成された溝部３５Ｂとを有するくぼみ２５を設けてもよい。磁気回路部品３１が、例えば、コアのような、焼成して焼き固められた部品の場合、磁気回路部品３１の公差は大きい。そのため、図１０に示したように、くぼみ２５の底部の面積が磁気回路部品３１のそれより小さいと、磁気回路部品３１が底部から浮き上がってしまい、その結果、外部からの振動によって磁気回路部品３１の端が欠けてしまう虞がある。そこで、そのようなことが生じないように、通常は底部を広くとる方策が取られる。しかし、底部を広くすると、台座２０がその分大きくなってしまい、台座２０の小型化を阻害する。一方、くぼみ３５では、底部３５Ａを広くする代わりに、底部の周囲に溝部３５Ｂを設けることにより、図１１に示したように、磁気回路部品３１が底部３５Ａをはみ出したとしても、磁気回路部品３１の端は、溝部３５Ｂによって形成された隙間に納められる。これにより、磁気回路部品３１の端はどこにも接することがないので、欠ける虞もない。このように、くぼみ３５は、底部３５Ａの面積を広げることなく、磁気回路部品３１の公差を吸収することができる。
【００４３】
また、台座２０は、図１２および図１３に示したように、極性素子Ｐを配置するための極性素子設置部２９を設けてもよい。この極性素子設置部２９は、素子設置面２９Ａと、素子設置面２９Ａの一端に設けられた誤挿入防止部２９Ｂと、支持基体Ｐ１の面内に設けられた２つの雌ねじ部２９Ｃとを有する。極性素子Ｐは、支持基体Ｐ１と、支持基体Ｐ１の一端に設けられたホールＰ２と、支持基体Ｐ１の他端に設けられた切欠き状の溝Ｐ３と、支持基体Ｐ１上に設けられた素子部Ｐ４とを有する。誤挿入防止部２９Ｂは、Ｔ字状の立体形状を有しており、極性素子Ｐの溝Ｐ３と噛み合わせることにより、誤って極性を逆にして極性素子Ｐを素子設置面２９Ａに設置するのを防止するようになっている。また、誤挿入防止部２９Ｂは、ホールＰ２および雌ねじ部２９Ｃに雄ねじを挿入して極性素子Ｐを素子設置面２９Ａに固定するに際して、極性素子Ｐの溝Ｐ３と噛み合わせることにより、極性素子Ｐがくるくる回転するのを防止するようになっている。このように、極性素子設置部２９は、極性素子Ｐを設置する作業者の作業性（作業のし易さ）を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る筐体の斜視図である。
【図２】図１の筐体のＡ−Ａ矢視方向の断面構成図である。
【図３】展開板の斜視図である。
【図４】隆起部を拡大して表した斜視図である。
【図５】図１の筐体の他の断面構成図である。
【図６】隆起部の一変形例を拡大して表した斜視図である。
【図７】隆起部の他の変形例を拡大して表した斜視図である。
【図８】くぼみの一変形例を拡大して表した斜視図である。
【図９】図７のくぼみのＣ−Ｃ矢視方向の断面構成図である。
【図１０】くぼみを説明するための断面構成図である。
【図１１】くぼみを説明するための断面構成図である。
【図１２】極性素子設置部を拡大して表した斜視図である。
【図１３】極性素子を拡大して表した斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…電源装置、２…筐体、１０…蓋部、１０Ａ…展開板、１１…上板部、１２…側板部、１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ，２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ…固定部、２０…台座部、２１…底部、２２…壁部、２３，２８…隆起部、２５，３５…くぼみ、２６…支持部、２７…フィン、２９極性素子設置部、２９Ａ…素子設置面、２９Ｂ…誤挿入防止部、２９Ｃ…雌ねじ部、３０…隙間、３１…磁気回路部品、３２…回路基板、３５Ａ…底面、３５Ｂ…溝部、ｄ…隆起部同士の間隔、ｈ…隆起部の高さ、Ｐ…極性素子、Ｐ１…支持基体、Ｐ２…ホール、Ｐ３…溝部、Ｐ４…素子部。
【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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【図１３】
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