(57)【要約】【課題】発光素子が配設された略筒状の本体の内側に配光制御体を設けることにより、所望の配光制御が得やすい発光装置及び照明装置を提供する。【解決手段】本発明は、少なくとも一部に透光性部を有し、この透光性部における内側に設けられた配光制御体４３を備えた略筒状の本体４と、この本体４内に配設され、前記透光性部から光を外部に放射する複数の発光素子５２とを具備する。本体４は、長手方向に沿って２分割されていて、その一方の部材に配光制御体４３が設けられている発光装置２である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部に透光性部を有し、この透光性部における内側に設けられた配光制御体を備えた略筒状の本体と；
この本体内に配設され、前記透光性部から光を外部に放射する複数の発光素子と；
を具備することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記略筒状の本体は、長手方向に沿って２分割されていて、その一方の部材に前記配光制御体が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記複数の発光素子は、基板に実装されて前記本体内に配設されており、前記配光制御体には、基板に当接される当接部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記複数の発光素子は、前記本体の長手方向に沿って配設されており、前記配光制御体は、略筒状の本体の長手方向に沿って設けられているとともに、前記複数の発光素子の側方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の発光装置。
【請求項５】
装置本体と；
装置本体に配設された請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の発光装置と；
を具備することを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＬＥＤ等の発光素子を用いた発光装置及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、ＬＥＤの高出力化、高効率化及び普及化に伴い、光源としてＬＥＤを用いた屋内又は屋外で使用される照明装置が開発されている。ＬＥＤは、従来の蛍光灯などの光源に比べて省エネ、長寿命が実現でき、光源又は照明装置の交換頻度を少なくすることができ、メンテナンスの面で有利となる。したがって、この点において光源として蛍光灯などに替わりＬＥＤを用いるのが望ましい。
【０００３】
ところで、既設の照明装置に蛍光灯に替えて、ＬＥＤを光源とする蛍光灯形ＬＥＤランプ（発光装置）を取付けられるようにしたものが提案されている。これら発光装置が取付けられる照明装置の場合、ＬＥＤから出射される光によるグレアを抑制する等の配光制御は、一般的には、照明装置側にルーバ等の配光制御体を設けることによって行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５１４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＬＥＤ等の発光素子から出射される光の配光制御を行うために、照明装置側に配光制御体を設ける場合には、その調整が複雑となり、所望の配光制御が得にくいという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みなされたもので、発光素子が配設された略筒状の本体の内側に配光制御体を設けることにより、所望の配光制御が得やすい発光装置及び照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態による発光装置は、少なくとも一部に透光性部を有し、この透光性部における内側に設けられた配光制御体を備えた略筒状の本体と、この本体内に配設され、前記透光性部から光を外部に放射する複数の発光素子とを具備している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施形態によれば、発光装置単体として配光制御が可能であり、所望の配光制御が行いやすい発光装置及び照明装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。
【図２】同照明装置を示す側面図である。
【図３】発光措置（蛍光灯形発光素子ランプ）の一部を示す斜視図である。図１におけるＸ−Ｘ線に沿う模式的断面図である。
【図４】同発光措置（蛍光灯形発光素子ランプ）を示す縦断面である。
【図５】図４におけるＹ−Ｙ線に沿って示す断面図である。
【図６】同発光装置における光源部を表面側から見て示す平面図である。
【図７】図６におけるＹ−Ｙ線に沿って示す模式的断面図である。
【図８】図６におけるＸ−Ｘ線に沿って示す模式的断面図である。
【図９】同照明装置を示す結線図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る発光装置を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は一部縦断面図、（ｃ）は平面的に見た一部断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る発光装置を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は一部縦断面図、（ｃ）は平面的に見た一部断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る発光装置を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は一部縦断面図、（ｃ）は平面的に見た一部断面図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る発光装置を示す横断面図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態に係る発光装置を示す横断面図である。
【図１５】本発明の第７の実施形態に係る発光装置を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の第１の実施形態について図１乃至図９を参照して説明する。図１及び図２は、照明装置を示し、図３乃至図５は、発光装置としての蛍光灯形発光素子ランプを示しており、図６乃至図８は、蛍光灯形発光素子ランプにおける光源部を示しており、図９は、照明装置の結線図を示している。なお、各図において同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００１１】
図１及び図２において、天井面へ設置される照明装置が示されており、この照明装置は、冷間圧延鋼板等によって形成された横長の略直方体形状の装置本体１と、この装置本体１に取付けられた発光装置としての蛍光灯形発光素子ランプ２とを備えている。装置本体１は、基本的には既存の構成をなしており、長手方向の両端部に取付けられたソケット３に蛍光灯形発光素子ランプ２が装着されるようになっている。
【００１２】
図３乃至図５に示すように、蛍光灯形発光素子ランプ２は、既存の直管形蛍光灯と同様な寸法及び外形を有しており、具体的には、４０Ｗの直管形蛍光灯と同様な寸法及び外形を備えている。なお、以下の説明では、Ｇ１３タイプの口金及びそれに適合するソケットを用いた例について説明するが、これに限定されず任意の口金及びソケット形状のものを採用することができる。
蛍光灯形発光素子ランプ２は、細長で外観が略円筒状の本体４、光源部５、口金６を備えている。
【００１３】
本体４は、内部空間を有し、略円筒状に形成され、透光性であって拡散性を有する合成樹脂材料から形成されている。本体４は、半円筒状のベース部材４１とカバー部材４２との２部材がその開口端で結合されて略円筒状に形成されている。つまり、本体４は、長手方向に沿って２分割されて構成されている。
【００１４】
ベース部材４１は、カバー部材４２と比較して若干肉厚に形成されていて、開口端の内側に光源部５を支持する支持段部４１ａが形成されており、また、開口端の外側にはカバー部材４２の開口端が結合する結合段部４１ｂが形成されている（図５参照）。
【００１５】
また、カバー部材４２の内側には、配光制御体として半円形状のルーバ４３が長手方向と直交する方向に複数形成されている。このルーバ４３は、本体４、すなわち、カバー部材４２の長手方向に沿って略等間隔に設けられており、カバー部材４３と一体的に形成されている。したがって、ルーバ４３も透光性で拡散性を有するようになっている。
【００１６】
なお、ベース部材４１を不透光性の材料で形成し、光源部５の発光面と対向するカバー部材４２のみを透光性の材料で形成するようにしてもよい。この場合、透光性を有する部分は、その周方向の表面積において少なくとも４割以上、好ましくは７割以上確保するように構成するのが望ましい。これにより、光源部５の発光面と対向して、光を透過し外方に放射する範囲を過度に狭めることなく適正に確保することが可能となる。
【００１７】
図６乃至図８に示すように光源部５は、基板５１と、この基板５１に実装された複数の発光素子５２と、各発光素子５２を覆う蛍光体層５３とを備えている。なお、前記本体４内には、基板５１が４枚長手方向に並べられて配設されている。
【００１８】
基板５１は、ガラスエポキシ樹脂系の絶縁性材料で細長の長方形状に形成されている。長さ寸法は、２００ｍｍであり、幅寸法は、２７ｍｍである。基板５１の厚さ寸法は、０．５ｍｍ以上１．８ｍｍ以下が好ましく、本実施形態では、１ｍｍのものを適用している。
【００１９】
基板５１の形状は、長方形状に限らない。正方形状や円形状のものが適用できる。また、基板５１の材料には、比較的安価で熱伝導性の低いガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）、ガラスコンポジット基板（ＣＥＭ−３）又は他の合成樹脂材料を適用できる。しかし、本発明は、各発光素子５２の放熱性を高めるうえで、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れたべース板の一面に絶縁層が積層された金属製のべース基板を適用することを妨げるものではない。
【００２０】
基板５１の表面側には、電源側と接続される図示しない電源コネクタ、この光源部５を複数接続する場合に用いられる接続コネクタ、点灯回路にノイズが重畳されることによる発光素子５２の誤点灯を防止するためのコンデンサＣが実装されている。
【００２１】
図７及び図８に示すように、基板５１上には、配線パターン５５が形成されている。配線パターン５５は、複数の発光素子５２が配設され複数長手方向に並べられた実装パッド５５ａと、これら実装パッド５５ａを電気的に接続する給電導体５５ｂとから構成されている。
【００２２】
配線パターン５５は、三層構成であり、基板５１の表面上に第一層１５１として銅（Ｃｕ）、第二層１５２としてニッケル（Ｎｉ）が電解めっき処理されており、第三層１５３には、反射率の高い銀（Ａｇ）が電解めっき処理されている。配線パターン５５の第三層１５３、すなわち、表層は、銀（Ａｇ）めっきが施されて反射層が形成されており、全光線反射率は、９０％と高いものとなっている。
【００２３】
また、基板５１の表層には、発光素子５２の実装領域や部品の実装部分を除いて、ほとんど全面に反射率の高い反射層として白色のレジスト層５４が積層されている。
【００２４】
複数の発光素子５２は、ＬＥＤのベアチップからなる。ＬＥＤのベアチップには、例えば、白色系の光を発光部で発光させるために、青色の光を発するものが用いられている。このＬＥＤのベアチップは、シリコーン樹脂系の絶縁性接着剤５６を用いて、実装パッド５５ａ上に接着されている。ＬＥＤのベアチップは、ボンディングワイヤ５７によって配線パターン５５上に電気的に接続されている。
【００２５】
複数の発光素子５２は、長手方向に並べられて複数の列を形成するように発光素子列を形成している。具体的には、長手方向に２列の発光素子列を形成している。
【００２６】
蛍光体層５３は、透光性合成樹脂、例えば、透明シリコーン樹脂製であり、ＹＡＧ：Ｃｅ等の蛍光体を適量含有している。蛍光体層５３は、複数の凸状蛍光体層から構成されており、本実施形態においては、個々の発光素子５２を発光素子５２ごとに被覆する凸状蛍光体層の集合から構成されている。凸状蛍光体層は、山形の形状をなしていて、円弧状の凸状をなし、その裾部において隣接する凸状蛍光体層と連なるように連続して形成されている。したがって、前記発光素子列に沿って複数の列を形成して、すなわち、２列に形成されており、各発光素子５２、ボンディングワイヤ５７を被覆し封止している。
【００２７】
蛍光体は、発光素子５２が発する光で励起されて、発光素子５２が発する光の色とは異なる色の光を放射する。発光素子５２が青色光を発する本実施形態では、白色光を出射できるようにするために、蛍光体には青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用されている。
なお、発光素子５２は、表面実装型のＬＥＤパッケージや砲弾型のＬＥＤを用いることができる。
【００２８】
口金６は、例えば、Ｇ１３タイプの口金であり、既存の直管形蛍光灯が取付けられる照明装置のソケット３に取付け可能に構成されており、本体４の両端部に設けられていて、口金６部分には、それぞれ一対の端子ピン６ａ、６ｂが突出して取付けられている。ここで、口金６は、金属製であるが、一対の端子ピン６ａ、６ｂ同士は、電気的に絶縁状態に構成されている。
【００２９】
図９を併せて参照して分かるように、一端側（図示上、左側）の一対の端子ピン６ａは、基板５１の配線パターン５５に接続されており、ソケット３を介して発光素子５２に電力を供給するようになっている。一方、他端側（図示上、右側）の一対の端子ピン６ｂのうち、一つの端子ピン６ｂは、アース接続されるようになっており、例えば、一つの端子ピン６ｂは、接続部材によって基板５１に接続されている。
【００３０】
なお、一対の端子ピン６ｂのうち、いずれをアース接続してもよい。また、例えば、一対の端子ピン６ｂの双方をアース接続するようにしてもよい。これにより、口金６をソケット３に接続するに際し、方向性を考慮することなく、確実にアース接続がなされるようになる。
【００３１】
次に、図１及び図２に示すように、器具本体１は、下面側が開放した開放部を有する箱状に形成されており、両端部に取付けられたソケット３と、器具本体１内に収容された点灯装置９及び端子台１１と、前記下面側の開放部を覆うように取付けられた反射板１２とを備えている。
【００３２】
ソケット３は、既存のソケットであり、蛍光灯形発光素子ランプ２の端子ピン６ａ、６ｂが接続される給電端子３ａ、３ｂ等を備えている。一端側（図示上、左側）のソケット３の給電端子３ａには、蛍光灯形発光素子ランプ２の光源部５に電力を供給するため、電源リード線３１が接続されている。また、他端側（図示上、右側）のソケット３の給電端子３ｂの一つには、アース線８が器具本体１にねじ止め等によって接続されている。器具本体１は、端子台１１のアース端子と電気的に接続されているため、これによって接地がなされるようになっている。したがって、ソケット３のもう一方の給電端子３ｂには、何も接続されていない状態となっている。
【００３３】
点灯装置９は、商用交流電源ＡＣに接続されており、この交流電源ＡＣを受けて直流出力を生成するものである。点灯装置９は、例えば、全波整流回路の出力端子間に平滑コンデンサを接続し、この平滑コンデンサに直流電圧変換回路及び電流検出手段を接続して構成されている。この点灯装置９からはリード線９１が導出されており、このリード線９１は、コネクタ９２を介して電源リード線３１からソケット３の給電端子３ａに接続されている。
端子台１１には、図示しない電源線やアース線が接続されるようになっている。また、端子台１１には、点灯装置９がリード線によって接続されている。
【００３４】
反射板１２は、反射面を有し、器具本体１の下面側の開放部を覆うように取付けられている。また、長手方向の両端部には、ソケット３が嵌合する略長方形の切欠き部が形成されている。
【００３５】
図９の結線図に示すように、点灯装置９は、商用交流電源ＡＣに接続され、点灯装置９からの出力が発光素子５２に供給されるようになっている。この場合、点灯装置９からの出力は、ソケット３から口金６の一対の端子ピン６ａを介して、基板５１、発光素子５２へと供給される。一方、他端側の口金６の端子ピン６ｂのうち、一つの端子ピン６ｂは、ソケット３を介してアース接続されるようになる。
【００３６】
以上のように構成された照明装置において、点灯装置９に電力が供給されると、リード線９１、電源リード線３１、ソケット３、口金６から基板５１を介して発光素子５２に通電され、各発光素子５２が発光する。発光素子５２から出射された光は、透光性の本体４を透過して下方に放射され所定範囲が照射される。
【００３７】
この場合、発光素子５２から出射された光は、照明装置側によらず、発光装置、すなわち、蛍光灯形発光素子ランプ２に設けられた配光制御体としてのルーバ４３によってグレアを抑制する等の配光制御を行うことができるので、蛍光灯形発光素子ランプ２単体として配光制御が可能であり、所望の配光制御が行いやすくなる。したがって、照明装置側の配光制御手段を省略又は簡素化できる効果も期待できる。
【００３８】
また、ルーバ４３は、透光性で拡散性を有しているので、発光素子５２から出射された光が拡散され、光源部５の輝度むらを軽減する効果を奏することができる。
【００３９】
以上のように本実施形態によれば、既存の蛍光灯と構造的に互換性のある蛍光灯形発光素子ランプ２を適用でき、また、所望の配光制御が得やすい発光装置及び照明装置を提供することができる。
【００４０】
なお、蛍光灯形発光素子ランプ２は、既存の蛍光灯と構造的に互換性がないものであってもよい。例えば、蛍光灯形発光素子ランプ２専用の口金を備えていて、照明装置側には、これに適合するソケットを備える場合であってもよい。
次に、本発明の第２の実施形態について図１０を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００４１】
本実施形態では、発光素子５２として表面実装型のＬＥＤパッケージを用いている。このＬＥＤパッケージが基板５１に複数個実装されている。表面実装型のＬＥＤパッケージは、概略的にはセラミックスで形成された本体に配設されたＬＥＤチップと、このＬＥＤチップを封止するエポキシ系樹脂やシリコーン樹脂等のモールド用の透光性樹脂とから構成されている。
【００４２】
ＬＥＤチップは、青色光を発光する青色のＬＥＤチップである。透光性樹脂には、蛍光体が混入されており、白色光を出射できるようにするために、青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用されている。
【００４３】
配光制御体としてのルーバ４３の構成は、第１の実施形態と同様であるが、ルーバ４３は、発光素子５２を個別に仕切るように配置されている。したがって、ルーバ４３による配光制御を精細に行うことが可能となる。
次に、本発明の第３の実施形態について図１１を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００４４】
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、発光素子５２としてＬＥＤのベアチップを用いている。そして、基板５１の長手方向に３列の発光素子列を形成したものである。
【００４５】
配光制御体としてのルーバ４３は、長手方向に沿って直線状に３つ形成されている。このような構成により、主としてグレアを軽減でき、また、配光角を縮小できる。
【００４６】
また、例えば、図１１（ａ）に示すように、基板５１の側部に位置する発光素子５２からカバー部材４２までの距離ｄ1と、基板５１の中央部に位置する発光素子５２からカバー部材４２までの距離ｄ2とは異なり、相対的にｄ1は短くｄ2は長くなり、ｄ2＞ｄ1の関係となる。この場合、仮に、ルーバ４３が設けられていないときには、側方から蛍光灯形発光素子ランプ２を見ると、基板５１の側部に位置する発光素子５２に対応するカバー部材４２の部位は明るく、基板５１の中央部に位置する発光素子５２に対応するカバー部材４２の部位は暗くなり、明暗が現れやすい傾向となる。
【００４７】
このような傾向は、カバー部材４２やルーバ４３の拡散性を増大することにより抑制可能であるが、拡散性を増大すると、カバー部材４２から外方に放射される光の効率の低下を招くこととなる。
【００４８】
本実施形態では、配光制御体としてのルーバ４３は、長手方向に沿って、かつ発光素子５２の側方に位置するように配置されているので、カバー部材４２の所定の拡散性を維持（透過性を維持）しながら、すなわち、効率を維持しながら明暗が現れるのを緩和することが可能となる。なお、発光素子５２としては、表面実装型のＬＥＤパッケージを用いることができる。
続いて、本発明の第４の実施形態について図１２を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
本実施形態では、配光制御体としてのルーバ４３を長手方向及びこれと直交する方向に形成し、格子状としたものである。
この構成では、ルーバ４３による配光制御機能が強まり、グレアを軽減でき、また、配光角が縮小できる。
次に、本発明の第５の実施形態について図１３を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００４９】
本実施形態では、カバー部材４２の両開口端の近傍に長手方向に沿って配光制御体として反射層４３Ｒを形成したものである。これにより、発光素子５２から出射された光は、所定の角度をもって遮光され、配光制御される。したがって、グレアを軽減することが可能となる。
【００５０】
次に、本発明の第６の実施形態について図１４を参照して説明する。本実施形態は、前記第３の実施形態と略同様であるが、略円筒状の本体４の構成が異なっている。
【００５１】
本体４は、内部空間を有し、略円筒状に押出成形によって一体的に作られている。本体４の内面側の略中央には、基板５１を支持する一対の支持突起４１ｃが対向して形成されていて、本体４の長手方向に沿ってレール状に形成されている。
このように本体４を一体的に形成することもできる。また、この場合、格別成形方法が限定されるものではない。
【００５２】
続いて、本発明の第７の実施形態について図１５を参照して説明する。本実施形態は、第１の実施形態と略同様な構成をなしている。異なる点は、配光制御体としてのルーバ４３における両端部に、基板５１の表面上に当接する当接部４３ａが形成されている点である。
【００５３】
このような構成により、ルーバ４３の当接部４３ａによって基板５１を押えて本体４に保持することができる。したがって、配光制御体としてのルーバ４３は、配光制御の機能と基板５１を保持する機能とを併せもつことが可能となる。
また、ベース部材４１とカバー部材４２とを結合すると同時に、基板５１を本体４内に保持することができるので、構成、組立作業が簡素化できる。
【００５４】
なお、この場合、基板５１の保持の確実化のために、ねじ止め等の手段を施すことを妨げるものではない。さらに、前記当接部４３ａは、複数のルーバ４３の全てに設けてもよいし、特定の数個のルーバ４３に設けるようにしてもよい。
【００５５】
なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。上記実施形態においては、発光装置として口金を有する蛍光灯形発光素子ランプについて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、口金を備えない発光装置としても構成できる。この場合、発光装置に設けられた配光制御体によって配光制御することができるので、発光装置単体として配光制御が可能であり、所望の配光制御が行いやすくなるという所期の効果が期待できる。
また、配光制御体は、反射率が高くなるように鏡面加工処理したり、白色の反射塗装を施したりしてもよく、所望の配光制御を行うために適宜構成し得る。
【００５６】
発光素子は、ＬＥＤや有機ＥＬ等の固体発光素子を意味する。また、発光素子の実装方式や発光素子の個数が格別限定されるものではない。発光素子としては、赤色、緑色や青色等の発光色のものを適用できる。さらに、照明装置としては、屋内又は屋外で使用される照明装置、ディスプレイ装置等に適用が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・装置本体、２・・・発光装置（蛍光灯形発光素子ランプ）、
３・・・ソケット、４・・・本体、６・・・口金、５・・・光源部、
４１・・・ベース部材、４２・・・カバー部材、４３・・・配光制御体（ルーバ）、
４３ａ・・・当接部、５１・・・基板、５２・・・発光素子（ＬＥＤ）
【図１】
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【図２】
2012074149.tif 000004
【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】
2012074149.tif 000009
【図８】
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【図９】
2012074149.tif 000011
【図１０】
2012074149.tif 000012
【図１１】
2012074149.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2012074149.tif 000017