(57)【要約】【課題】インターロック機構と衝突センサ機構を単一の装置で実現する。【解決手段】スイッチ接点１３は、ケース部１２に固定設置されるとともに固定側接点１５と可動側接点１４とから構成されている。スイッチ軸１６は、カバー部１１に駆動可能に設置されている。ケース部１２は、略水平方向からの外部衝撃に対して全方位に移動可能である球体２０を備え、この球体２０はケース部１２に形成されるボール受け１９に転動可能に設置され、原位置においてスイッチ軸１６の軸端と接触して軸支可能である。このような構成によって、カバー部１１を設置したときにはスイッチ接点１３を閉成し、球体２０が外部衝撃によって移動しスイッチ軸１６の規制を解放したとき、および、カバー部１１をカバー固定面１２ａから取り外したときには、スイッチ軸１６による可動側接点１４の押圧が解放されてスイッチ接点１３を開成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器の保護ガードが閉じた状態のときには電気機器に対する電源供給を行い、保護ガードが解放されたときには電気機器に対する電源供給を遮断するインターロック機構と、
電気機器が外部衝撃を受けたときに電気機器に対する電源の供給を遮断する衝突センサ機構と、
を単一の装置において兼備する電源遮断装置であって、
接点の閉成・開成によって電気機器に対する電源の供給・遮断を行うスイッチ接点と、
駆動可能に設置され、スイッチ接点を押圧・解放することによってスイッチ接点の閉成・開成を行うスイッチ軸と、
を備え、
前記保護ガードを閉じたとき、又は、外部衝撃を受けていないときには、スイッチ軸がスイッチ接点を閉成することによって電気機器に対する電源供給を行い、
前記保護ガードを解放したとき、又は、外部衝撃を受けたときには、スイッチ軸がスイッチ接点を開成することによって電気機器に対する電源供給を遮断することを特徴とする電源遮断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源遮断装置において、
前記保護ガードは電気機器を覆って収納する収納筐体であり、
この収納筐体は、開口端部にカバー固定面を備えるケース部と、ケース部のカバー固定面に設置可能なカバー部とを備え、
前記カバー部をカバー固定面に設置することによって前記スイッチ接点が閉成して電気機器に対する電源供給を行い、
前記カバー部をカバー固定面から取り外すことによって前記スイッチ接点が開成して電気機器に対する電源供給が停止されることを特徴とする電源遮断装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源遮断装置において、
前記スイッチ接点は、前記ケース部に固定設置されるとともに固定側接点と可動側接点とから構成され、
前記スイッチ軸は、弾性体を備えることによって前記カバー部に駆動可能に設置され、
前記ケース部は、略水平方向からの外部衝撃に対して全方位に移動可能である球体を備えるとともに、この球体はケース部に形成されるボール受けに転動可能に設置され、原位置においてスイッチ軸の軸端と接触して軸支可能であり、
前記カバー部をカバー固定面に設置したときには、前記スイッチ軸は球体によってその動きを規制され、可動側接点を押圧することによってスイッチ接点を閉成し、
前記球体が外部衝撃によって移動し、スイッチ軸の規制を解放したときには、弾性体がスイッチ軸を移動させることによってスイッチ軸による可動側接点の押圧が解放されてスイッチ接点を開成し、さらに、
前記カバー部をカバー固定面から取り外したときには、スイッチ軸による可動側接点の押圧が解放されてスイッチ接点を開成することを特徴とする電源遮断装置。
【請求項４】
車両に搭載される電気機器を収納するとともに、開口端部にカバー固定面を備えるケース部と、ケース部のカバー固定面に設置可能なカバー部とを備える収納筐体に設置され、
カバー部がケース部の備えるカバー固定面に設置されたときには電気機器に対する電源供給を行い、カバー部がケース部の備えるカバー固定面から取り外されたときには電気機器に対する電源供給を遮断するインターロック機構と、
前記収納筐体が外部衝撃を受けたときに電気機器に対する電源の供給を遮断する衝突センサ機構と、
を単一の装置において兼備する車両搭載電気機器用電源遮断装置であって、
接点の閉成・開成によって電気機器に対する電源の供給・遮断を行うスイッチ接点と、
駆動可能に設置され、スイッチ接点を押圧・解放することによってスイッチ接点の閉成・開成を行うスイッチ軸と、
を備え、
前記スイッチ接点は、前記ケース部に固定設置されるとともに固定側接点と可動側接点とから構成され、
前記スイッチ軸は、弾性体を備えることによって前記カバー部に駆動可能に設置され、
前記ケース部は、略水平方向からの外部衝撃に対して全方位に移動可能である球体を備えるとともに、この球体はケース部に形成されるボール受けに転動可能に設置され、原位置においてスイッチ軸の軸端と接触して軸支可能であり、
前記カバー部をカバー固定面に設置したときには、前記スイッチ軸は球体によってその動きを規制され、可動側接点を押圧することによってスイッチ接点を閉成し、
前記球体が外部衝撃によって移動し、スイッチ軸の規制を解放したときには、弾性体がスイッチ軸を移動させることによってスイッチ軸による可動側接点の押圧が解放されてスイッチ接点を開成し、さらに、
前記カバー部をカバー固定面から取り外したときには、スイッチ軸による可動側接点の押圧が解放されてスイッチ接点を開成することを特徴とする車両搭載電気機器用電源遮断装置。
【請求項５】
電源遮断装置を備える収納筐体に収納されるインバータであって、
前記収納筐体は、開口端部にカバー固定面を備えるケース部と、このケース部のカバー固定面に設置可能なカバー部とを備え、
前記電源遮断装置は、
接点の閉成・開成によってインバータに対する電源の供給・遮断を行うスイッチ接点と、
駆動可能に設置され、スイッチ接点を押圧・解放することによってスイッチ接点の閉成・開成を行うスイッチ軸と、
を備え、
前記スイッチ接点は、前記ケース部に固定設置されるとともに固定側接点と可動側接点とから構成され、
前記スイッチ軸は、弾性体を備えることによって前記カバー部に駆動可能に設置され、
前記ケース部は、略水平方向からの外部衝撃に対して全方位に移動可能である球体を備えるとともに、この球体はケース部に形成されるボール受けに転動可能に設置され、原位置においてスイッチ軸の軸端と接触して軸支可能であり、
前記カバー部をカバー固定面に設置したときには、前記スイッチ軸は球体によってその動きを規制され、可動側接点を押圧することによってスイッチ接点を閉成し、
前記球体が外部衝撃によって移動し、スイッチ軸の規制を解放したときには、弾性体がスイッチ軸を移動させることによってスイッチ軸による可動側接点の押圧が解放されてスイッチ接点を開成し、さらに、
前記カバー部をカバー固定面から取り外したときには、スイッチ軸による可動側接点の押圧が解放されてスイッチ接点を開成することを特徴とするインバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源遮断装置、車両搭載電気機器用電源遮断装置及びこれを備えるインバータに関し、特に、インターロック機構と衝突センサ機構とを単一の装置において兼備することを特徴とする電源遮断装置、車両搭載電気機器用電源遮断装置及びこれを備えるインバータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電気自動車や燃料電池車、ハイブリッド車などには、高電圧電源を搭載した電気機器が設置されている。このような電気機器には、搭載した高電圧電源を安全に使用するために、様々な安全装置が搭載されている。その一つには、メンテナンスを行うサービスマンが誤って高電圧系に触れたりしないようにするためのインターロック機構がある。また、別の安全装置としては、衝突事故が発生した際に電気機器への高電圧電源の供給を適切に遮断するための衝突センサ機構がある。これら、インターロック機構と衝突センサ機構の具体的な従来の実施例について、ハイブリッド車に搭載されるインバータの場合を例示して説明する。
【０００３】
図３は、ハイブリッド車に搭載されるインバータが収納されているインバータケースの外観斜視図である。図３において破線で囲まれるＡ部は、インターロック機構が設置されている箇所を示しており、その詳細は図４に示されている。また、図３において破線で囲まれるＢ部は、衝突センサ機構が設置されている箇所を示している。
【０００４】
図４で詳細に示されるインターロック機構は、インバータケース３０のカバー３１側に設置される雄コネクタ３３とインバータケース３０のケース３２側に設置される雌コネクタ３４から構成されている。ケース３２側に設置されている雌コネクタ３４は、２つの雌コネクタ端子３４ａを備えており、これら２つの端子は、後述する電力制御コンピュータ６０と電力線により接続されている。一方、雄コネクタ３３は、雌コネクタ３４が備える２つの雌コネクタ端子３４ａに挿抜可能な雄コネクタ端子３３ａを備えている。この雄コネクタ端子３３ａは、雌コネクタ端子３４ａに挿入されることによって、２つの雌コネクタ端子３４ａに備わる電力線が接続され、この電力線の導通によって電力制御コンピュータ６０はインバータに対する電力供給を許可することになる。したがって、図４で示されるインターロック機構では、インバータケース３０のカバー３１が閉じているときにはインバータに電力が供給され、カバー３１が取り外されたときにはインバータに対する電力供給が遮断されることになる。このような構成を採ることによって、サービスマンは、インバータのメンテナンスを安全に行うことが可能となるのである。
【０００５】
次に、インバータケース３０のケース３２側面に設置されている衝突センサ機構について説明する。図３のＢ部で示される衝突センサ機構は、外部からの衝撃の有無によってインバータに対する電力の供給・遮断を制御する装置である。具体的な電力制御機構としては、例えば、常には閉成し、外部衝撃があったときには開成するスイッチ接点を備えることにより、このスイッチ接点の閉成・開成によってインバータに対する電源の供給・遮断信号の送信を電力制御コンピュータ６０に対して行うものが存在している。したがって、インバータケース３０が外部衝撃を受けたときにはスイッチ接点が開成し、インバータへの電力供給が遮断されることになる。なお、衝突センサ機構の場合もインターロック機構と同様に、接続されている電力制御コンピュータ６０によってインバータに対する電力の供給・遮断が制御されることになる。
【０００６】
さらに、インターロック機構と衝突センサ機構および電力制御コンピュータの構成について、図５を用いて説明する。図５は、インターロック機構６１と衝突センサ機構６２および電力制御コンピュータ６０の関係を示した回路図である。上述した通り、インターロック機構６１と衝突センサ機構６２の閉成・開成信号は電力線を通じて電力制御コンピュータ６０に伝達される。かかる閉成・開成信号を取得した電力制御コンピュータ６０は、その信号に基づいてリレーをＯＮ／ＯＦＦさせるので、車両の状態に従った適切な電力供給の制御が行われることになるのである。
【０００７】
なお、インターロック機構などによる電力供給制御に関する発明は、従来から種々行われており、例えば、下記特許文献１には、安全性を損なうことなく、高圧電源を備えた車両や機器の使い勝手を改善した発明が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３２０８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
背景技術で説明した従来のインターロック機構と衝突センサ機構は、いずれも電気機器（車両におけるインバータなど）に対して電力の供給・遮断を行うという共通の目的のために設置されるものである。しかしながら、これらインターロック機構と衝突センサ機構は、検出対象（例えば、カバーの開放と衝突による衝撃）が異なるために別系統の設備として設けられるのが通常であった。
【００１０】
しかしながら、現在の産業界におけるコスト削減という要請の中で、このような同一目的に利用される複数の装置について、それらの機能を単一の装置で実現することができる装置の開発が求められていた。
【００１１】
本発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、インターロック機構と衝突センサ機構という２つの機構を単一の装置で実現することができる装置の提供を目的として成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以上のような課題を解決するために、本発明に係る電源遮断装置は、電気機器の保護ガードが閉じた状態のときには電気機器に対する電源供給を行い、保護ガードが解放されたときには電気機器に対する電源供給を遮断するインターロック機構と、電気機器が外部衝撃を受けたときに電気機器に対する電源の供給を遮断する衝突センサ機構とを単一の装置において兼備する装置であって、接点の閉成・開成によって電気機器に対する電源の供給・遮断を行うスイッチ接点と、駆動可能に設置され、スイッチ接点を押圧・解放することによってスイッチ接点の閉成・開成を行うスイッチ軸とを備え、前記保護ガードを閉じたとき、又は、外部衝撃を受けていないときには、スイッチ軸がスイッチ接点を閉成することによって電気機器に対する電源供給を行い、前記保護ガードを解放したとき、又は、外部衝撃を受けたときには、スイッチ軸がスイッチ接点を開成することによって電気機器に対する電源供給を遮断することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る電源遮断装置において、前記保護ガードは電気機器を覆って収納する収納筐体であり、この収納筐体は、開口端部にカバー固定面を備えるケース部と、ケース部のカバー固定面に設置可能なカバー部とを備え、前記カバー部をカバー固定面に設置することによって前記スイッチ接点が閉成して電気機器に対する電源供給を行い、前記カバー部をカバー固定面から取り外すことによって前記スイッチ接点が開成して電気機器に対する電源供給が停止されることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明に係る電源遮断装置において、前記スイッチ接点は、前記ケース部に固定設置されるとともに固定側接点と可動側接点とから構成され、前記スイッチ軸は、弾性体を備えることによって前記カバー部に駆動可能に設置され、前記ケース部は、略水平方向からの外部衝撃に対して全方位に移動可能である球体を備えるとともに、この球体はケース部に形成されるボール受けに転動可能に設置され、原位置においてスイッチ軸の軸端と接触して軸支可能であり、前記カバー部をカバー固定面に設置したときには、前記スイッチ軸は球体によってその動きを規制され、可動側接点を押圧することによってスイッチ接点を閉成し、前記球体が外部衝撃によって移動し、スイッチ軸の規制を解放したときには、弾性体がスイッチ軸を移動させることによってスイッチ軸による可動側接点の押圧が解放されてスイッチ接点を開成し、さらに、前記カバー部をカバー固定面から取り外したときには、スイッチ軸による可動側接点の押圧が解放されてスイッチ接点を開成することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る車両搭載電気機器用電源遮断装置は、車両に搭載される電気機器を収納するとともに、開口端部にカバー固定面を備えるケース部と、ケース部のカバー固定面に設置可能なカバー部とを備える収納筐体に設置され、カバー部がケース部の備えるカバー固定面に設置されたときには電気機器に対する電源供給を行い、カバー部がケース部の備えるカバー固定面から取り外されたときには電気機器に対する電源供給を遮断するインターロック機構と、前記収納筐体が外部衝撃を受けたときに電気機器に対する電源の供給を遮断する衝突センサ機構とを単一の装置において兼備する装置であって、接点の閉成・開成によって電気機器に対する電源の供給・遮断を行うスイッチ接点と、駆動可能に設置され、スイッチ接点を押圧・解放することによってスイッチ接点の閉成・開成を行うスイッチ軸とを備え、前記スイッチ接点は、前記ケース部に固定設置されるとともに固定側接点と可動側接点とから構成され、前記スイッチ軸は、弾性体を備えることによって前記カバー部に駆動可能に設置され、前記ケース部は、略水平方向からの外部衝撃に対して全方位に移動可能である球体を備えるとともに、この球体はケース部に形成されるボール受けに転動可能に設置され、原位置においてスイッチ軸の軸端と接触して軸支可能であり、前記カバー部をカバー固定面に設置したときには、前記スイッチ軸は球体によってその動きを規制され、可動側接点を押圧することによってスイッチ接点を閉成し、前記球体が外部衝撃によって移動し、スイッチ軸の規制を解放したときには、弾性体がスイッチ軸を移動させることによってスイッチ軸による可動側接点の押圧が解放されてスイッチ接点を開成し、さらに、前記カバー部をカバー固定面から取り外したときには、スイッチ軸による可動側接点の押圧が解放されてスイッチ接点を開成することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るインバータは、電源遮断装置を備える収納筐体に収納されるものであって、前記収納筐体は、開口端部にカバー固定面を備えるケース部と、このケース部のカバー固定面に設置可能なカバー部とを備え、前記電源遮断装置は、接点の閉成・開成によってインバータに対する電源の供給・遮断を行うスイッチ接点と、駆動可能に設置され、スイッチ接点を押圧・解放することによってスイッチ接点の閉成・開成を行うスイッチ軸とを備え、前記スイッチ接点は、前記ケース部に固定設置されるとともに固定側接点と可動側接点とから構成され、前記スイッチ軸は、弾性体を備えることによって前記カバー部に駆動可能に設置され、前記ケース部は、略水平方向からの外部衝撃に対して全方位に移動可能である球体を備えるとともに、この球体はケース部に形成されるボール受けに転動可能に設置され、原位置においてスイッチ軸の軸端と接触して軸支可能であり、前記カバー部をカバー固定面に設置したときには、前記スイッチ軸は球体によってその動きを規制され、可動側接点を押圧することによってスイッチ接点を閉成し、前記球体が外部衝撃によって移動し、スイッチ軸の規制を解放したときには、弾性体がスイッチ軸を移動させることによってスイッチ軸による可動側接点の押圧が解放されてスイッチ接点を開成し、さらに、前記カバー部をカバー固定面から取り外したときには、スイッチ軸による可動側接点の押圧が解放されてスイッチ接点を開成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、インターロック機構と衝突センサ機構という２つの機構を備える装置を単一の装置で実現することができるので、部品点数の削減や電気機器におけるメンテナンス性の向上を図ることが可能となる。特に、２つの装置を１つにまとめることによって、例えば、装置に接続する電力線や装置制御のためのインターフェースを共通化することができるので、コスト削減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る電源遮断装置の構成を説明するための断面概略図である。ここで、図１（ａ）は衝突センサが非作動の初期状態を示しており、図１（ｂ）は衝突センサが作動している状態を示している。また、図２は、本発明に係る電源遮断装置の機能を説明するための回路図である。なお、本実施形態は、車両に搭載されるインバータに本発明に係る電源遮断装置を適用した場合を例示しているが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、車両に搭載される燃料電池などの電気機器や、あるいは車両以外の電気機器であってもインターロック機構と衝突センサ機構という両機能を必要とするものに適用することが可能である。
【００１９】
本実施形態の電源遮断装置は、車両に搭載されるインバータを収納する収納筐体１０に設置されている。この収納筐体１０は、開口端部にカバー固定面１２ａを備えるケース部１２と、ケース部１２のカバー固定面１２ａに設置可能なカバー部１１とから構成されている。つまり、インバータを収納する収納筐体１０は、電気機器（インバータ）に対する保護ガードの役割を果たしているのである。
【００２０】
ケース部１２には、接点の閉成・開成によってインバータに対する電源の供給・遮断を行うスイッチ接点１３が設置されている。このスイッチ接点１３は、ケース部１２に固定設置されており、固定側接点１５と可動側接点１４とから構成されている。
【００２１】
一方、カバー部１１には、スイッチ接点１３を押圧・解放することによってスイッチ接点１３の閉成・開成を行うためのスイッチ軸１６が設置されている。このスイッチ軸１６は、カバー部１１側の軸端にバネ１７を有しており、このバネ１７の弾性力によって軸方向に直線的に駆動することが可能となっている。また、スイッチ軸１６は、スイッチ接点１３を押圧・解放するためのスイッチアーム１８をその軸中に備えており、バネ１７による駆動に従ってスイッチ接点１３の押圧・解放が可能となっている。
【００２２】
さらに、スイッチ軸１６のバネ１７設置側とは逆側の軸端に対向する位置には、ケース部１２にすり鉢状に形成されたボール受け１９が存在している。また、このボール受け１９は、ほぼ中央が窪んだ形状となっている。さらに、ボール受け１９には、球体２０が転動可能に設置されており、球体２０は、外部から衝撃を受けていない通常状態においては、ボール受け１９の中央部に位置していることになる。ボール受け１９の中央部は、ちょうどスイッチ軸１６のバネ１７設置側とは別端側に相当しており、衝突センサ機構の初期状態において、図１（ａ）で示す通り、球体２０はスイッチ軸１６の軸端と接触してスイッチ軸１６を軸支することになる。
【００２３】
なお、ボール受け１９に設置される球体２０は、例えば、磁石による磁力やワイヤーなどによってボール受け１９の外に飛び出さないような機構を有している。また、スイッチ軸１６という障害物が退避しているときにはボール受け１９の中央部に必ず位置し、外部から衝撃を受けたときにはボール受け１９の中央部から移動することになる。したがって、車両の場合には略水平方向からの外部衝撃が加わるのであるが、ボール受け１９はすり鉢状の形状を有しているので、球体２０は略水平方向の全方位に移動可能である。
【００２４】
以上の構成から、本発明に係る電源遮断装置は、図１（ａ）の衝突センサ非作動状態においては、スイッチ軸１６が球体２０に軸支されることによってバネ１７の弾性力に抗して上方に固定保持され、スイッチアーム１８が可動側接点１４を押圧することにより固定側接点１５と可動側接点１４が閉成することになる。一方、車両の衝突発生時には、図１（ｂ）で示す通り、その衝撃によって球体２０が移動するので、スイッチ軸１６は球体２０による規制を解除され、バネ１７の弾性力によってスイッチ軸１６は下方に移動し、スイッチアーム１８が可動側接点１４の押圧を解除することにより固定側接点１５と可動側接点１４が開成することになる。
【００２５】
以上の構成によって、本実施形態の電源遮断装置は衝突スイッチ機能を発揮することになるのであるが、その構成から、インターロック機能も発揮することが可能である。すなわち、カバー部１１をケース部１２から取り外すことによって、カバー部１１に設置されたスイッチ軸１６も同時に取り外されることになる。したがって、固定側接点１５を押圧してスイッチ接点１３を閉成していたスイッチアーム１８が退避し、スイッチ接点１３を開成することになるのである。
【００２６】
電力の供給遮断機能については、図２で示す通り、スイッチ接点１３が閉成している場合には、本実施形態の電源遮断装置２６に接続されている電力制御コンピュータ２５によってインバータに対する電力供給が許可されることになる。一方、スイッチ接点１３が開成している場合には、電力制御コンピュータ２５によってインバータに対する電力供給が遮断されることになるのである。
【００２７】
したがって、本発明によれば、カバー部１１がケース部１２の備えるカバー固定面１２ａに設置されたときには電気機器（インバータ）に対する電源供給を行い、カバー部１１がケース部１２の備えるカバー固定面１２ａから取り外されたときには電気機器（インバータ）に対する電源供給を遮断するというインターロック機構と、収納筐体１０が外部衝撃を受けたときに電気機器（インバータ）に対する電源の供給を遮断する衝突センサ機構とを単一の装置において兼備する電源遮断装置を実現することが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る電源遮断装置の構成を説明するための断面概略図であり、（ａ）は衝突センサが非作動の初期状態を示しており、（ｂ）は衝突センサが作動している状態を示している。
【図２】本発明に係る電源遮断装置の機能を説明するための回路図である。
【図３】ハイブリッド車に搭載されるインバータが収納されているインバータケースの外観斜視図である。
【図４】図３において破線で囲まれるＡ部を示しており、インターロック機構を説明するための図である。
【図５】インターロック機構と衝突センサ機構および電力制御コンピュータの関係を示した回路図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  収納筐体、１１  カバー部、１２  ケース部、１２ａ  カバー固定面、１３  スイッチ接点、１４  可動側接点、１５  固定側接点、１６  スイッチ軸、１７  バネ、１８  スイッチアーム、１９  ボール受け、２０  球体、２５，６０  電力制御コンピュータ、２６  電源遮断装置、３０  インバータケース、３１  カバー、３２  ケース、３３  雄コネクタ、３３ａ  雄コネクタ端子、３４  雌コネクタ、３４ａ  雌コネクタ端子、６１  インターロック機構、６２  衝突センサ機構。
【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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