(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤアレイを受容し、かつそれを適所に固定するように構成されたアレイ凹部を含む、フレームを有するホルダであって、前記フレームは、前記アレイ凹部と連通している開口部および前記アレイ凹部と連通しているソケットを含む、ホルダと、
前記ソケット内に装着されるように構成された基部を有するインサートであって、該インサートは、嵌合ポケットと前記基部によって支持される第１の端子とを含み、該第１の端子は、前記アレイ凹部内に延在する第１の接点と前記嵌合ポケット内に延在する第２の接点とを提供し、前記第１の端子は、前記第１の接点と前記第２の接点との間に延在する第１のボディを含み、前記インサートは、前記基部によって支持される第２の端子を更に含み、前記第２の端子は、前記アレイ凹部内に延在する第３の接点と前記嵌合ポケット内に延在する第４の接点とを提供し、前記第２の端子は、前記第２の接点と前記第４の接点との間に延在する第２のボディを含む、インサートと、を備える、ＬＥＤホルダ組立体。
【請求項２】
前記インサートは、ＬＥＤアレイの上部に位置付けられるように構成された突起を含み、該突起は、前記第１の端子をそこから延在させ、１つの前記第１の端子から前記突起の周囲に沿った前記ＬＥＤアレイの導電面までの距離が所定の電圧絶縁を提供するように構成される、請求項１に記載のＬＥＤホルダ組立体。
【請求項３】
前記インサートは、ＬＥＤアレイの上部に位置付けられるように構成された第１の突起および第２の突起を含み、前記第１の突起および第２の突起は、それぞれ、前記第１の端子および第２の端子をそこから延在させ、前記第１の端子および第２の端子のうちの一方からそれぞれの突起の周囲に沿った前記ＬＥＤアレイの導電面までの距離が所定の電圧絶縁を提供するように構成される、請求項１に記載のＬＥＤホルダ組立体。
【請求項４】
前記距離は少なくとも２ｍｍである、請求項２又は３に記載のＬＥＤホルダ組立体。
【請求項５】
前記フレームは、アレイ凹部内に延在する端子スロットを含み、前記端子スロットは、前記第１の接点と整列している、請求項１〜４のいずれか１項に記載のＬＥＤホルダ組立体。
【請求項６】
ＬＥＤアレイを受容し、かつそれを適所に固定するように構成されたアレイ凹部を有するフレームであって、該フレームは、ソケットを含む、フレームと、
前記ソケット内に装着されるように構成された基部を有するインサートであって、該インサートは、前記基部によって支持され、かつ前記インサートから延在する第１の導体に電気的に接続された第１の端子を含み、該第１の端子は、前記アレイ凹部内に延在する第１の接点を提供し、前記第１の端子は、前記第１の接点と前記第１の導体との間に延在する第１のボディを含み、前記インサートは、前記基部によって支持され、かつ第２の導体に電気的に接続された第２の端子を更に含み、該第２の端子は、前記アレイ凹部内に延在する第２の接点を提供し、前記第２の端子は、前記第２の接点と前記第２の導体との間に延在する第２のボディを含む、インサートと、を備える、ＬＥＤホルダ組立体であって、
前記フレームは、前記第１の接点と整列している前記アレイ凹部内に延在する第１の端子スロットを含み、前記第２の接点と整列している前記アレイ凹部内に延在する第２の端子スロットを更に含む、ＬＥＤホルダ組立体。
【請求項７】
前記第１および第２の導体は、絶縁層で被覆されている、請求項６に記載のＬＥＤホルダ組立体。
【請求項８】
前記アレイ凹部は、少なくとも１つのクラッシュリブを含む、請求項６又は７に記載のＬＥＤホルダ組立体。                                                              
【請求項９】
前記フレームは、ＬＥＤアレイの１つの縁部を支持するように構成された保持ブロックを含む、請求項６〜８のいずれか１項に記載のＬＥＤホルダ組立体。                    
【請求項１０】
前記インサートは、ＬＥＤアレイの上部に位置付けられるように構成された第１の突起および第２の突起を含み、前記第１の突起および第２の突起は、それぞれ、前記第１の端子および第２の端子をそこから延在させ、前記第１の端子および第２の端子のうちの一方からそれぞれの突起の周囲に沿った前記ＬＥＤアレイの導電面までの距離が所定の電圧絶縁を提供するように構成される、請求項６〜９のいずれか１項に記載のＬＥＤホルダ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる、２０１４年１月１０日に出願された米国仮出願第６１／９２６，０１５号に対する優先権を主張するものである。
【０００２】
本開示は、固体照明の分野に関し、より具体的には、発光ダイオードアレイを使用する用途に関する。
【背景技術】
【０００３】
全般の照明を提供するための発光ダイオード（ＬＥＤ）の使用が広く知られている。ＬＥＤ設計に関する１つの重要な問題は、蛍光灯と比較して、ＬＥＤがどのように使用され得るかについてはるかに高い柔軟性があることである。この注目すべき能力および柔軟性は、他の設計よりも明らかに優れている設計の出現を困難にしている。ＬＥＤは、発光体およびチップオンボード（ＣＯＢ）等の様々なフォームファクタで存在する。これらのフォームファクタの各々は、類似の用途および異なる用途で使用され得るが、一般にそれらを適所に固定するには異なる方法を必要とする。ＬＥＤがより効率的になるにつれて、ＬＥＤパッケージ（所与のルーメン出力用）の必要なサイズが縮小しており、これが、ＬＥＤを使用する問題を更に複雑化させている。
【０００４】
例えば、ＬＥＤホルダは、ＣＯＢフォームファクタとして提供されるＬＥＤアレイを固定するために使用されるが、ＬＥＤアレイの形状およびサイズは、システムの残りの部分と同様に、大幅に異なり得る。これは、照明器具設計者が計画し得るＬＥＤの標準フォームファクタの提供を困難にし、コストを上昇させている。ある特定のより一般的なサイズの範囲内でさえ、特定のホルダの要件は大幅に異なる。一部のホルダは、１つの問題（パッケージング等の）を解決する助けになるが、使い易さまたはクリーページおよびクリアランスの問題等の他の問題に対処することができない。したがって、ＬＥＤホルダ設計の更なる改善は、ある特定の個人によって高く評価されるであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ホルダには、アレイ凹部およびソケットが設けられている。インサートは、ソケット内に位置付けられ、アレイ凹部に位置付けられる発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイと嵌合するように構成される。インサートは、電気的接続をＬＥＤアレイに提供する間、ＬＥＤアレイを適所に固定する助けとなるホルダ組立体を提供するようにホルダと嵌合され得る。ホルダは、インサートと組み合わせて、様々な問題に対処するように構成され得る。１つの例では、インサートは、別のコネクタを受容する嵌合ポケットを含んでもよい。他の例では、インサートは、接点に連結される導線を含んでもよく、導線と対応するＬＥＤアレイとの間の予め作成された接続を可能にする。インサートは、保持特徴部の２つの側面上に位置付けられる２つの突起を含んでもよく、これらの突起は、ホルダ組立体がクリーページ／クリアランスの要件を満たす助けとなり得る。
【０００６】
本発明は、一例として図示されており、添付の図面に限定されず、添付の図面における同様の参照番号は、類似の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ＬＥＤホルダ組立体の一実施形態の斜視図である。
【図２】図１に描かれている一実施形態の図１の線２−２に沿った断面の斜視図である。
【図３】図１に描かれている一実施形態の図１の線３−３に沿った断面の斜視図である。
【図４】図１に描かれている一実施形態の図１の線４−４に沿った断面の斜視図である。
【図５】図１に描かれている一実施形態の図１の線５−５に沿った断面の斜視図である。
【図６】図１に描かれている一実施形態の別の斜視図である。
【図７】図１に描かれている一実施形態の部分分解斜視図である。
【図８】ＬＥＤアレイと係合するインサートの一実施形態の斜視図である。
【図９】インサートの一実施形態の斜視図である。
【図１０】図９に描かれているインサートの別の斜視図である。
【図１１】図９に描かれているインサートの別の斜視図である。
【図１２】インサートの図１１の線１２−１２に沿った断面の斜視図である。
【図１３】図９に描かれているインサートの部分分解斜視図である。
【図１４】一対の端子の一実施形態の斜視図である。
【図１５】端子の一実施形態の側面図である。
【図１６】端子の一実施形態の正面図である。
【図１７】ＬＥＤホルダ組立体の一実施形態の斜視図である。
【図１８】図１７に描かれている実施形態の別の斜視図である。
【図１９】図１７に描かれている実施形態の部分分解斜視図である。
【図２０】図１９に描かれている実施形態の別の斜視図である。
【図２１】ホルダの一実施形態の斜視図である。
【図２２】図２１に描かれている実施形態の側面図である。
【図２３Ａ】ホルダ組立体の一実施形態の斜視図である。
【図２３Ｂ】図２３Ａに描かれているホルダ組立体の線−２３Ｂ−２３Ｂに沿った断面の斜視図である。
【図２４Ａ】ホルダの一実施形態の斜視図である。
【図２４Ｂ】図２４Ａに描かれているホルダの線２４Ｂ−２４Ｂに沿った断面の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の詳細な説明は、例示的な実施形態を説明するものであり、明示的に開示される組み合わせ（複数可）に限定されるようには意図されていない。したがって、特に記載がない限り、本明細書に開示される特徴を組み合わせて、簡潔さのため特に示されていない更なる組み合わせを形成してもよい。
【０００９】
図１〜１６は、発光ダイオード（ＬＥＤ）ホルダ組立体の第１の実施形態内に含まれ得る特徴部を図示している。描かれている組立体が円形状のホルダを有するが、長方形、正方形、三角形、長円形、または他の好適な形状等の任意の望ましい形状が提供されてもよいことに留意されたい。ホルダは、（動作中に）ＬＥＤアレイ上に提供されるＬＥＤから発せられる光と不要に干渉することなく、ＬＥＤアレイを適所に固定する機械的構造を提供する。それ故に、レンズまたは反射板等の更なる特徴部が無制限にホルダに追加され得る。加えて、他の構成要素に装着点を提供するための特徴部がホルダに追加され得る。したがって、ホルダの一般設計は、特に記載がない限り、限定的であるようには意図されていない。更に理解され得るように、ホルダが（対応する照明器具の他の特徴部が光成形機能を提供する用途にとって好適な）非常に薄型のものとして描かれているが、一体になり得るか、またはホルダに装着され得る多くの他の特徴部も含んでもよく、はるかにより厚くされてもよい。
【００１０】
描かれているＬＥＤホルダ組立体１０は、ホルダ２０を含む。ホルダ２０は、上面２１ａおよび底面２１ｂを含む。ホルダ２０は、ホルダ２０を適所に装着するための固着穴２４を任意に含み得るフレーム２２を有する。フレーム２２は、インサート５０を受容するように構成されたソケット２８を含む。インサート５０は、ソケット２８に挿入されると、上面２１ａ上でフレーム２２との接続継手５９を形成する。動作中、インサート５０は、ソケット２８内に位置付けられてもよく、絶縁面１８上に接点パッド１７を有するＬＥＤアレイ１５は、ホルダ２０のアレイ凹部２３内に位置付けられてもよい。ＬＥＤアレイ１５から発せられる光がホルダ２０を通過し得るように、先細面３４を含み得る光開口部３０がホルダ内に提供される。
【００１１】
上述のように、インサート５０を受容するように構成されたソケット２８。インサート５０は、ＬＥＤアレイの表面上のパッドと係合するように構成された２つの端子７０を含む。それ故に、ホルダ２０は、いかなる端子も含む必要がないが、代わりに完全に絶縁材料から形成され得る。これは、製造を容易にすることを可能にし（例えば、筐体内に端子をインサート成形することを懸念する必要がないため）、端子を支持する必要性がないため、更なる種類の樹脂の使用を可能にし得、また所望される場合には、カバーをより装飾的な仕上げの提供によく適したものにする。加えて、上述のように、ホルダは、任意の望ましい形状であってもよく、端子を省略することができることによって、ホルダの形状に更なる柔軟性が提供される。
【００１２】
端子７０は、接点パッド１７との電気的接続を確立し、チップアレイ１９に電力を供給してもよく、チップアレイ１９は、保護コーティングで被覆され、（狭い範囲の青色光または潜在的にはＵＶ光でさえあり得る）発せられた光をより望ましい範囲の波長に変換する助けとなる蛍光体層を含んでもよい、複数のＬＥＤチップを含む。ＬＥＤアレイ１５がアルミニウム合金（熱エネルギー伝達目的のため）等の導電材料から成る基板１６を有することが一般的であり、絶縁面１８は、基部上にコーティングを設置することによって形成される。しかしながら、ＬＥＤ構成は、任意の数の変形を有してもよい。接点パッド１７が基板１６上に位置付けられ、絶縁面１８の縁部１８ａからある距離で位置付けられることが理解され得る。言い換えれば、基板１６の導電面１６ａは、接点パッド１７から距離Ｄ１にあることになり、（描かれているような）実施形態では、導電面１６ａは、接点パッド１７と同じ側にあることになる。この距離Ｄ１は、導電領域間に特定の空隙を必要とするシステムにおけるＬＥＤアレイの使用を可能にするように、十分なクリーページ距離を確保するように容易に構成され得る。
【００１３】
ＬＥＤアレイ１５の接点パッド１７と電気的に接続することになる薄型システムに存在すると判定されている１つの問題は、端子が真っ直ぐ降りない限り（これは、システムの高さを大いに増大させるであろう）、端子は、基板１６の縁部から延在し、ひいては導電面１６ａおよび接点にはるかに近接して通過することになり、それ故に、必要なクリーページ／クリアランス距離の提供をより困難にし得ることである。これは、接点パッド１７と係合するときに端子が屈曲するよう意図されている場合に特に当て嵌るが、このような設計が、端子が接点１７と係合したときに端子接点を偏向させるある片持ち梁部分を端子が有することを必要とするためである。
【００１４】
インサート５０は、接点パッド１７と電気的に接続するように構成された端子７０を含む。端子７０は、ＬＥＤアレイ１５上の接点パッド１７と接触する第１の接点７２を含み、ポケット８０内に位置付けられる第２の接点７４を含む。ボディ７３は、第１の接点と第２の接点を接続し、インサート５０の基部５２によって支持される。理解され得るように、基部５２は、２つの突起５４ａ、５４ｂを含む。肩部５８は、インサートの底部上に提供されてもよく、肩部５８は、電気的絶縁を提供するように端子７０を被包する助けとなる。
【００１５】
ＬＥＤホルダ組立体１０の断面から理解され得るように、突起５４ａ、５４ｂは、導電面１６ａを通過して延在するように構成される。突起は、面５６および５７を含む。端子７０から面５７に沿った突起５４ａの縁部までの距離は、第２の距離Ｄ２であり、その縁部から導電面１６ａまでの距離は、第３の距離Ｄ３である。一般に、距離Ｄ２＋距離Ｄ３は、許容可能なクリーページを提供する総距離を提供するように構成されるが、一般に距離Ｄ１よりも短い。
【００１６】
描かれているソケット２８は、嵌合されたインサートとホルダの下に提供された支持面との間に電気的絶縁を提供する。ソケット２８は、棚部２５（図７から理解され得る）および棚部２５上に置かれるレッジ２６を含み、レッジ２５は、ＬＥＤアレイの上面に亘って延在するように構成される。基部５２および突起５４ａ、５４ｂならびに端子７０は、レッジ２６によって支持され、第１の接点７２は、レッジ２６を越えてＬＥＤアレイ１５に亘って延在する。描かれているように、突起は、２つの端子７０間に切り込み６０を有し、切り込み６０は、一旦インサート５０がソケット２８内に挿入されるとインサート５０と係合してそれを保持するようにソケット２８内に指部３５を保持するための場所を提供する。
【００１７】
上述のように、基板１６は、アルミニウム合金から形成されてもよく、パッドを取り囲む領域が絶縁性になるように絶縁材料で被覆されてもよい。したがって、図３〜５から理解され得るように、クリーページおよびクリアランスを提供するために、突起５４ａ、５４ｂは、端子からレッジの周囲に沿った絶縁材料の縁部までの距離が望ましい電気的絶縁に必要な距離を提供するように構成される。好ましくは、周囲に沿った距離は、少なくとも１．３ｍｍであるが、所望の電圧分離に応じて２．０ｍｍ等の他の距離が提供されてもよい。レッジの両側に沿った（例えば、レッジの上部および底部に沿った）周囲は、所望のクリーページ／クリアランスを提供するために必要とされる必要な距離を提供するように構成され得ることに留意されたい。それ故に、端子から接続継手５９までの距離は、距離Ｄ２およびＤ３の合計以上であってもよい。したがって、動作中、レッジは、望ましい電気的絶縁を提供する能力故に、クラス１またはクラス２の電力供給装置と共に使用され得るホルダを提供する。これは、高さが２ｍｍ未満であり得る装置において特に有用である。
【００１８】
理解され得るように、ホルダは、それが適所に装着されるまでＬＥＤアレイをホルダ内に保持する助けとなる特徴部を含んでもよい。例えば、描かれているホルダの実施形態は、フレーム２２の底面の下に延在する２つのアーム２９を含み、ＬＥＤアレイをアレイ凹部２３内に保持する助けとなる。あるいは、ホルダは、熱ステーキングされるか（突起はＬＥＤアレイの開口部と係合し得る）、または他の従来の固着技法によってＬＥＤアレイ１５に付着されてもよい。ホルダが支持面（これはヒートシンクとして機能してもよい）に装着されるよう意図されており、支持面（図示せず）へのホルダの装着は、（望ましい温度性能が得られるように）端子とＬＥＤアレイ上のパッドとの間およびＬＥＤアレイと支持面との間に良好な電気的接続を確実にするため、描かれている実施形態では、ホルダ２０およびＬＥＤアレイ１５が過度に確実に一緒に保持される必要がないことに留意されたい。
【００１９】
理解され得るように、端子７０は、アレイ凹部２３内に延在してパッド（接点パッド１７等の）と係合するように構成される第１の接点７２と、嵌合端子と係合するように構成される端子接点７４とを含む。第１の接点７２は、第１の平面上に整列しているパッドと係合するように構成され、端子接点７４は、嵌合コネクタからの嵌合端子と係合するように構成される。インサート５０は、第１の平面に実質的に垂直な方向への挿入によって嵌合ポケット８０と係合する嵌合コネクタを受容するように構成された嵌合ポケット８０を含むため、第２の接点７４は、長方形形状を有する。このような構成は、非常に薄型のホルダ組立体を可能にする。薄型が所望されない場合（これは、ホルダの用途に依存する）、他の端子構成を使用することが可能である。図１６から理解され得るように、第２の接点７４は、第１の接点の下に延在する。
【００２０】
図１７〜２４Ｂは、ホルダ組立体１１０の別の実施形態を図示し、ホルダ組立体１１０は、描かれているように、固着穴１２４と傾斜面１３４を含む開口部１３３とを有する、フレーム１２２内のホルダ１２０を含む。ホルダ１２０は、上面１２１ａおよび底面１２１ｂならびにソケット１２８を含む。ホルダは、クラッシュリブ１４２を有するアレイ凹部１２３（２つのクラッシュリブが示されているが、１つ以上のクラッシュリブが利用され得る）と切り抜き部１４６を含む保持ブロック１４４とを含む。端子スロット１３８ａ、１３８ｂは、アレイ凹部１２３内に延在し、ブロック１３９は、端子スロット１３８ａ、１３８ｂを分離する。端子スロット１３８ａ、１３８ｂは、端子のためのクリアランスを提供し、ホルダ１２０が薄型を有するのを確実にする助けとなる。
【００２１】
ソケット１２８は、上部壁１４１および棚部１２５によって画定される。ソケット１２８は、インサート１５０を受容するように構成され、切り込み１６０と係合する指部１３５を含む。インサート１５０は、棚部１２５によって支持される突起１５４ａ、１５４ｂを含み、突起は、端子１７０を支持する。
【００２２】
図１〜１６に描かれている実施形態と同様に、アレイ凹部１２３は、端子１７０がインサートからアレイ凹部１２３に延在し得るように、ソケット１２８と連通していることに留意されたい。アレイ凹部は、対応するＬＥＤアレイによって発せられる光がホルダ１２０を通過し得るように、開口部１３３とも連通している。
【００２３】
理解され得るように、ホルダ組立体１１０の設計は、ホルダ組立体１０と類似しているが、一体化されたコネクタを提供する代わりに、インサート１５０は、（絶縁材料で被覆され得る）インサート１５０から延在する導体１５５を有する。一実施形態では、導体１５５は、圧着もしくははんだまたは他の好適な接続によって端子１７０に固定され、次に、インサート１５０を提供するために、基部１５２内にインサート成型され得る。インサート成型は、導体１５５と端子１７０との間の接続の張力緩和も提供し得る。したがって、単一の筐体が、一体化されたコネクタを有するインサートまたは導体を有するインサートのいずれかを受容し得る。理解され得るように、これは、設計の柔軟性を大いに高める。しかしながら、所望される場合、インサートは、置き換えることができないようにも構成され得る。
【００２４】
図１〜１６の中のホルダは、ＬＥＤアレイ１５を適所に保持するアーム２９を有する。図１７〜２４Ｂに描かれているホルダ１２０は、ＬＥＤアレイを適所に固定するために、クラッシュリブ１４１を使用して締り嵌めを提供する。ホルダは、このように限定されるものではなく、他の好適な機構が、ＬＥＤアレイを適所に保持するために使用され得る。当然ながら、ホルダがどのようにＬＥＤアレイを適所に保持するかに関して限定することなく、所望される構成のインサートがホルダ内で使用され得る。
【００２５】
描かれている実施形態が２つの突起を図示していることに留意されたい。代替の実施形態では、２つの突起は、単一の突起として提供され得、それ故に、これらの特徴部は、特に記載がない限り、限定的であるようには意図されていない。
【００２６】
本明細書に提供される本開示は、特徴をそれらの好ましく例示的な実施形態の観点から説明している。本開示の検討によって、添付の特許請求の範囲および趣旨の範囲内にある多くの他の実施形態、修正、及び変更が当業者には着想されるであろう。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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