(57)【要約】【課題】  封止樹脂を堰き止める専用の土手等を要せずに、封止樹脂が所定の形状に形成可能な発光体およびこの発光体を具備する照明装置を提供する。【解決手段】  発光体１Ａは、基板２と、基板２の一面２ａ側に設けられた一対の配線層６，６と、配線層６，６間の内側に位置して基板２の一面２ａ側に実装された半導体発光素子４と、半導体発光素子４を覆うとともに配線層６，６間の内側に設けられ配線層６，６よって堰き止められた透光性の封止樹脂５とを具備している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と；
この基板の一面側に設けられた一対の配線層と；
この配線層間の内側に位置して前記基板の一面側に実装された半導体発光素子と；
この半導体発光素子を覆うとともに前記配線層間の内側に設けられ前記配線層によって堰き止められた透光性の封止樹脂と；
を具備していることを特徴とする発光体。
【請求項２】
前記配線層は、保護層により覆われており、前記封止樹脂は、前記保護層によって堰き止められていることを特徴とする請求項１記載の発光体。
【請求項３】
前記配線層は、前記基板の長手方向に沿って互いに正対するように設けられ、前記半導体発光素子は、その複数個が前記配線層に沿って並設されていることを特徴とする請求項１または２記載の発光体。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか一記載の発光体と；
この発光体を配設している装置本体と；
前記半導体発光素子を点灯する点灯装置と；
を具備してい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】
本発明の一実施形態は、半導体発光素子を光源とする発光体およびこの発光体を具備する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の発光体は、基板に実装された複数の半導体発光素子を土手（枠）で囲み、この土手内に充填した封止樹脂により半導体発光素子を封止している。そして、土手は、封止樹脂を堰き止めるために専用に設けられるものであり、白色のシリコーン樹脂などの合成樹脂からなっている。また、封止樹脂は、蛍光体が混じられた透光性を有するシリコーン樹脂等からなっている。そして、蛍光体には、半導体発光素子が発した青色光によって励起された黄色光を放射する黄色蛍光体が用いられている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
発光体は、青色光と、この青色光に対して補色関係にある黄色光が混じることによって白色光が形成される。そして、発光体は、白色光が封止樹脂の表面から光の利用方向に出射されるように、電球形ランプ、ダウンライトやスポットライトなどの各種照明装置に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−５４３０３号公報（第７頁、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発光体は、封止樹脂を堰き止める専用の土手が設けられていると、土手の材料や形成の手間に要する費用分、コストアップするという欠点を有する。
【０００６】
本発明の実施形態は、封止樹脂を堰き止める専用の土手等を要せずに、封止樹脂が所定の形状に形成可能な発光体およびこの発光体を具備する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】
本発明の実施形態の発光体は、基板、配線層、半導体発光素子および封止樹脂を有して構成される。
【０００８】
基板は、その一面側に一対の配線層が設けられる。
【０００９】
半導体発光素子は、配線層間の内側に位置して基板の一面側に実装される。半導体発光素子は、一対の配線層に電気接続される。
【００１０】
封止樹脂は、透光性を有してなり、半導体発光素子を覆うとともに配線層間の内側に配線層によって堰き止められるように設けられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、半導体発光素子を覆う封止樹脂が配線層間の内側に設けられて配線層によって堰き止められるので、封止樹脂を充填する専用の部材を設けなくすることができ、その分、発光体を安価に形成できることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す発光体の概略上面図である。
【図２】同じく、発光体の概略側断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す発光体の概略側断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態を示す発光体の概略側断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態を示す管形発光ランプの概略正面図である。
【図６】同じく、照明器具の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１４】
本実施形態の発光体１は、図１および図２に示すように構成される。なお、各図において、同一部分には同一符号を付して重複した説明は省略する。また、以下の実施形態においても同様である
【００１５】
図１において、発光体１は、基板２、一対の配線パターン３，３、半導体発光素子としてのＬＥＤベアチップ４および封止樹脂５を有して構成されている。
【００１６】
基板２は、セラミックスからなり、長尺の長方形に形成されている。例えば、長手寸法が２３０ｍｍ、短手（幅）寸法が２０ｍｍである。また、基板２は、その板厚が０．５〜１．８ｍｍのものが用いられており、ここでは１ｍｍのものが使用されている。
【００１７】
一対の配線パターン３，３は、それぞれ配線層６および保護層７からなっている。配線層６は、例えば１０μｍの金属箔例えば銀箔からなり、基板２の一面２ａ側に例えばスクリーン印刷により形成されている。そして、一対の配線層６，６は、基板２の長手方向に沿って互いに正対するように設けられている。すなわち、配線層６，６は、基板２の長手方向の図示しない中心線に対して左右対称に形成されており、その内側の間隔が例えば１０ｍｍとなっている。
【００１８】
保護層７は、ガラスなどの電気絶縁材料からなり、例えばスクリーン印刷により配線層６を覆うように形成されている。その厚さは、例えば１０μｍである。保護層７は、配線層６が空気に触れることを阻止して、配線層６の表面劣化を防止している。
【００１９】
そして、配線層６，６は、基板２の長手方向の一端部２ｃに設けられた接続コネクタ８に電気接続されている。接続コネクタ８は、雌コネクタであり、基板２の一面２ａにはんだ付けされて取り付けられているとともに、図示しない一対の接続端子が配線層６，６にはんだ付けにより電気接続されている。そして、接続コネクタ８は、基板２の長手方向に沿うようにして図示しない雄コネクタが接続されるように形成されている。接続コネクタ８の接続端子は、雄コネクタの接続ピンに電気接続される。
【００２０】
なお、基板２の他端部２ｄに他の発光体１の接続コネクタ８に接続する雄コネクタを設けて、当該雄コネクタに配線層６，６を接続してもよい。これにより、長手方向に並設される複数個の発光体１を順次電気接続することができる。
【００２１】
ＬＥＤベアチップ４は、既知の構成により、例えば略直方体の形状に形成されて青色光を放射するように形成されている。ＬＥＤベアチップ４は、その複数個が配線層６，６間の内側に位置して基板２の一面２ａに接着されて実装されている。また、複数個のＬＥＤベアチップ４は、配線パターン３，３（配線層６，６）間の中間の位置において、配線パターン３，３に沿って等間隔で並設されている。ＬＥＤベアチップ４，４同士の間隔は、例えば５〜２０ｍｍに設定され、ここでは１０ｍｍとしている。
【００２２】
封止樹脂５は、透光性を有する例えばシリコーン樹脂からなり、一対の配線パターン３，３間の内側の基板２の一面２ａ側に設けられている。また、封止樹脂５は、黄色蛍光体９が所定の比率で混合されている。封止樹脂５は、当初、所定の流動性(粘度)を有するものであり、一対の配線パターン３，３間の基板２の一面２ａ側に滴下されて、固化することにより当該一面２ａ側に設けられる。
【００２３】
そして、封止樹脂５は、並設された複数個のＬＥＤベアチップ４を覆うことができて、一対の配線パターン３，３間の断面形状が所定の形状例えば半球形に形成される所定量が一対の配線パターン３，３の長手方向の形成範囲に亘って滴下される。滴下された封止樹脂５は、基板２の短手方向において、一対の配線パターン３，３の保護層７，７によって堰き止められ、表面張力により蒲鉾形の形状となっている。
【００２４】
そして、封止樹脂５は、図２に示すように、固化することにより、断面半球形の形状に形成されている。封止樹脂５は、基板２の一面２ａでの幅寸法Ｗ１が保護層７，７間の間隔の約１０ｍｍであり、基板２の一面２ａからの高さ寸法Ｈ１が例えば２．５ｍｍとなっている。
【００２５】
なお、封止樹脂５は、ＬＥＤベアチップ４の大きさ、一対の配線パターン３，３間の内側の間隔、配線層６や保護層７のそれぞれの厚さなどに応じて、前記幅寸法Ｗ１が１〜１０ｍｍの範囲に、前記高さ寸法Ｈ１が０．５〜５ｍｍの範囲にそれぞれ設定される。また、封止樹脂２の断面形状は、半球形に限らす、砲弾形や半楕円形など、所定の形状に形成されればよい。
【００２６】
また、封止樹脂５の粘度は、一対の配線パターン３，３（一対の保護層７，７）に堰き止められた状態で、一対の配線パターン３，３の外側に垂れたり、だれたりしない所定の粘度値に設定されるものであり、配線層６や保護層７のそれぞれの厚さ、一対の配線パターン３，３間の封止樹脂５の総量などに応じて適宜設定される。そして、当該粘度は、１０〜８０ポアズ（Ｐ）の範囲に設定されるのが好適であり、さらに好ましくは２０〜６０ポアズ（Ｐ）に設定されるのがよい。ここでは、例えば４０ポアズ（Ｐ）の封止樹脂５が用いられている。
【００２７】
次に、本発明の第１の実施形態の作用について述べる。
【００２８】
封止樹脂５は、流動性を有した状態で、一対の配線パターン３，３間の中間の基板２の一面２ａ上に連続的に滴下される。基板２上の封止樹脂５は、封止樹脂５が滴下されるにしたがい、基板２の一面２ａに広がっていき、一対の配線パターン３，３の保護層７，７に到達する。配線層６および保護層７のそれぞれの厚さは、１０μｍであり、保護層７の上面の基板２の一面２ａからの突出長は、２０μｍとなっているので、封止樹脂５は、一対の配線パターン３，３の保護層７，７により堰き止められる。封止樹脂５には、一対の配線パターン３，３から広がろうとする広がり力に対する抗力が作用する。
【００２９】
そして、封止樹脂５の滴下総量が大きくなって、基板２上の封止樹脂５が保護層７の上面ラインに達すると、保護層７を乗り越えて一対の配線パターン３，３の外側に広がろうとする。ここで、封止樹脂５は、所定の粘度例えば４０ポアズ（Ｐ）を有していて相応に広がりにくくなっていることに加え、一対の配線パターン３，３の保護層７，７に堰き止められて一対の配線パターン３，３から前記抗力を受けることにより、一対の配線パターン３，３の外側への広がり（移動）が阻止される。
【００３０】
そして、封止樹脂５は、その表面張力により、その外面５ａ側が一対の配線パターン３，３間の内側の中間を頂点として略円弧状に形成される。こうして、封止樹脂５は、一対の配線パターン３，３側において垂れることやだれることなどが防止される。そして、封止樹脂５は、所定量が滴下されて固化することにより、断面半球形である蒲鉾形の形状に形成される。
【００３１】
発光体１は、基板２に設けた接続コネクタ８に所定の電力が供給されると、ＬＥＤベアチップ４が発光して青色光が放射される。この青色光の一部は、封止樹脂５に混合されている黄色蛍光体９により黄色光に波長変換される。そして、青色光と黄色光が混合した白色光が封止樹脂５の外面５ａから外方に出射される。封止樹脂５の断面形状は、所定の形状例えば半球形に形成されているので、白色光は、封止樹脂５の外面５ａから所定の方向に向かって出射される。
【００３２】
そして、複数個のＬＥＤベアチップ４は、一対の配線パターン３，３（一対の配線層６，６）に沿って等間隔で並設されているので、一対の配線パターン３，３の長手方向に亘って略一定の白色光が放射される。
【００３３】
ここで、一対の配線パターン３，３の長手方向両端のそれぞれの間は、開放されていて、封止樹脂５を堰き止めるものがない。しかし、前記長手方向両端間の仮想ラインと最端のＬＥＤベアチップ４との間隔を相応に大きくすることにより、最端のＬＥＤベアチップ４近辺の封止樹脂５の断面形状が所定の形状例えば半球形からずれることが抑制される。したがって、最端のＬＥＤベアチップ４近辺の封止樹脂５の外面５ａからも所定の方向に白色光が放射される。
【００３４】
なお、発光体１が青色光を放射させるものであるときには、封止樹脂５に黄色蛍光体９などが混合されないものである。
【００３５】
本実施形態によれば、ＬＥＤベアチップ４を覆う封止樹脂５が一対の配線パターン３，３の保護層７，７間の内側に設けられて保護層７，７によって堰き止められているので、封止樹脂５を充填する専用の部材を要せず、その分、発光体１を安価に形成することができるという効果を有する。また、封止樹脂５が保護層７，７によって堰き止められることによって、一対の配線パターン３，３側で基板２の一面２ａ側に垂れにくくなり、封止樹脂５の断面形状を所定の形状例えば半球形に形成でき、これにより、封止樹脂５からの放射光を所定の方向に向かって出射することができるという効果を有する。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図３に示す発光体１Ａは、本発明の第２の実施形態を示し、図１および図２に示す発光体１において、一対の配線パターン３，３が一対の配線層６，６のみにより形成されている。すなわち、配線層６，６を覆う保護層７，７が設けられていなく、配線層６，６は、基板２の一面２ａ側に露出するように形成されている。
【００３７】
そして、封止樹脂５は、配線層６，６間の内側に設けられて配線層６，６によって堰き止められている。ここで、配線層６，６は、封止樹脂５を完全に堰き止めるように、保護層７，７が設けられるときよりも、その厚さを幾分厚くするとよい。また、封止樹脂５は、配線層６，６の外側に垂れたり、だれたりしないように、その粘度を幾分大きくするとよい。
【００３８】
本実施形態によれば、封止樹脂５が一対の配線層６，６間の内側に設けられて配線層６，６によって堰き止められているので、封止樹脂５を充填する専用の部材を用いない分、発光体１Ａを安価に形成できるという効果を有する。また、封止樹脂５が配線層６，６によって堰き止められることによって、一対の配線層６，６側で基板２の一面２ａ側に垂れにくくなり、封止樹脂５の断面形状を所定の形状例えば半球形に形成でき、これにより、封止樹脂５からの放射光を所定の方向に向かって出射することができるという効果を有する。
【００３９】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図４に示す発光体１Ｂは、本発明の第３の実施形態を示し、図２に示す発光体１において、基板２が基板１１に、一対の配線パターン３，３が一対の配線パターン１２ａ，１２ｂに形成されている。その他の構成は、発光体１とほぼ同様である。
【００４０】
基板１１は、合成樹脂例えばガラスエポキシ材により形成されている。この材質が異なる点を除いて、基板２と同様に形成されている。
【００４１】
一対の配線パターン１２ａ，１２ｂは、一対の配線層１３ａ，１３ｂおよび一対の保護層１４ａ，１４ｂを有して形成されている。
【００４２】
配線層１３ａ，１３ｂは、それぞれ例えば１０μｍの金属箔例えば銅箔からなり、例えばスクリーン印刷によって基板１１の一面１１ａに形成されている。また、配線層１３ａは、配線層１３ｂよりも幅広に形成されている。そして、配線層１３ａ，１３ｂは、基板１１の長手方向に沿って互いに正対するとともに、それらの隙間１５が所定値例えば１〜２ｍｍとなるように設けられている。
【００４３】
保護層１４ａ，１４ｂは、電気絶縁性の例えば白色レジストからなり、それぞれ配線層１３ａ，１３ｂの一部を覆うように基板１１の一面１１ａ側に例えばスクリーン印刷により形成されている。そして、保護層１４ａ，１４ｂは、配線層１３ａ，１３ｂの形成領域、配線層１３ａ，１３ｂの隙間１５の領域および図示しない接続コネクタ８の配設領域を除く基板１１のほぼ一面１１ａに形成されている。そして、保護層１４ａ，１４ｂの厚さは、配線層１３ａ，１３ｂで例えば１０μｍ、基板１１で例えば２０μｍとなっている。
【００４４】
ＬＥＤベアチップ４は、透明であって絶縁性を有する接着材１６により、幅広の配線層１３ａに実装されている。複数個のＬＥＤベアチップ４は、配線層１３ａに沿って等間隔で並設されており、図示しないボンディングワイヤにより電気的に直列接続されている。そして、並設された最両端側のＬＥＤベアチップ４，４（図４中、一方のみを示す。）は、それぞれボンディングワイヤ１７，１７により、配線層１３ａ，１３ｂに電気接続されている。
【００４５】
このように、ＬＥＤベアチップ４は、配線層１３ａを介して基板１１の一面１１ａ側に実装されている。また、ＬＥＤベアチップ４は、保護層１４ａ，１４ｂ間の内側に位置して基板１１の一面１１ａ側に実装されている。
【００４６】
なお、ＬＥＤベアチップ４は、本実施形態に限らず、配線層間の内側および保護層間の内側のいずれか一方または両方に位置して設けられていればよいものである。
【００４７】
封止樹脂５は、透光性であって電気絶縁性を有する例えばシリコーン樹脂であり、ＬＥＤベアチップ４およびボンディングワイヤ１７，１７を覆って配線パターン１２ａ，１２ｂの保護層１４ａ，１４ｂ間の内側に設けられて保護層１４ａ，１４ｂによって堰き止められている。このとき、封止樹脂５は、配線層１３ａ，１３ｂの隙間１５を充填して、配線層１３ａ，１３ｂ間の電気絶縁を向上させている。封止樹脂５は、保護層１４ａ，１４ｂの表面側に垂れることやだれることが阻止されていて、所定の断面形状例えば半球形に形成されている。
【００４８】
発光体１Ｂは、封止樹脂５の外面５ａから放射される白色光の一部が保護層１４ａ，１４ｂで反射されて、基板１１の一面１１ａの前方側に出射される。保護層１４ａ，１４ｂは、白色レジストからなり高い反射率を有するとともに、基板１１のほぼ一面１１ａに設けられているので、白色光の出射効率が向上しているものである。
【００４９】
本実施形態によれば、合成樹脂からなる基板１１の一面１１ａ側において、封止樹脂５が一対の配線パターン１２ａ，１２ｂの一対の保護層１４ａ，１４ｂ間の内側に設けられて保護層１４ａ，１４ｂによって堰き止められているので、封止樹脂５を充填する専用の部材を必要とせず、その分、発光体１Ｂを安価に形成できるという効果を有する。また、封止樹脂５が保護層１４ａ，１４ｂによって堰き止められることによって、一対の保護層１４ａ，１４ｂ側に垂れにくくなって、封止樹脂５の断面形状を所定の形状例えば半球形に形成でき、これにより、封止樹脂５からの放射光を所定の方向に向かって出射することができるという効果を有する。
【００５０】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図５および図６は、本発明の第４の実施形態を示し、図５は直管形発光ランプの概略正面図、図６は照明器具の概略斜視図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００５１】
図５に示す直管形発光ランプ２１は、本発明の照明装置を形成しており、図１に示す発光体１、装置本体としての取付け体２２、管体２３および一対の口金２４，２５を有して形成されている。
【００５２】
取付け体２２は、軽量であって高熱伝導率を有する金属例えばアルミニウム（Ａｌ）からなり、略蒲鉾形に形成されている。すなわち、取付け体２２は、平面部２２ａおよび管体２３の内面２３ｂに沿う円弧状面２２ｂを有する円弧状柱体に形成されている。
【００５３】
そして、取付け体２２は、その円弧状面２２ｂが管体２３の内面２３ｂに載置するように設けられ、その平面部２２ａに発光体１を取り付けている。発光体１は、その基板２の一面２ａと反対側の他面が面接触するようにして、基板２が図示しないねじにより平面部２２ａに取り付けられている。また、発光体１は、その複数個が平面部２２ａの長手方向に並設されている。
【００５４】
管体２３は、透光性の合成樹脂例えばポリカーボネート（ＰＣ）樹脂からなり、例えば外径２５ｍｍ、肉厚１ｍｍの円筒状に形成されている。そして、その長手方向に亘って取付け体２２および取付け体２２に取り付けられた発光体１を収容している。
【００５５】
一対の口金２４，２５は、電気絶縁性の合成樹脂例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂からなり、管体２３と同外径を有する有底の円筒状に成型され、それぞれ管体２３の両端部２３ｃ，２３ｄ側に設けられている。すなわち、一対の口金２４，２５は、管体２３を挟むようにして、端面２４ａ，２５ａ側から図示しないねじが取付け体２２に螺着されて、取付け体２２に取り付けられている。
【００５６】
そして、口金２４は、一対の給電用接触子２６，２６（図５中、一方のみを示す。）を配設し、口金２５は、１個の接地用接触子２７を配設している。一対の給電用接触子２６，２６は、図示しない雄コネクタ等を介して発光体１の接続コネクタ８に接続されている。接地用接触子２７は、図示しないリード線により取付け体２２に接続されている。
【００５７】
直管形発光ランプ２１は、図示しない点灯装置から一対の給電用接触子２６，２６に所定の電力が供給されると、発光体１のＬＥＤベアチップ４が点灯（発光）して封止樹脂５の外面５ａから白色光が放射される。白色光は、透光性の管体２３を透過して管体２３の外面２３ａから外部空間に出射される。
【００５８】
本実施形態の直管形発光ランプ２１は、安価に形成されるとともに、所定の方向に放射光（白色光）を放射する発光体１を具備しているので、安価に形成できるとともに、所定の方向に放射光を出射して被対象物や被照明空間を照明することができるという効果を有する。
【００５９】
そして、直管形発光ランプ２１は、図６に示す照明装置としての照明器具２８に装着される。照明器具２８は、天井面に直付けされるものであり、直管形発光ランプ２１、装置本体としての器具本体２９および点灯装置３０を有して構成されている。器具本体２９は、冷間圧延鋼板等によって形成され、ソケット３１ａ，３１ｂを除いて従来の直管形蛍光ランプが装着される既存の構成を成している。
【００６０】
器具本体２９は、その長手方向の両端側２９ａ，２９ｂに直管形発光ランプ２１が着脱されるソケット３１ａ，３１ｂを取り付けている。一方のソケット３１ａは、直管形発光ランプ２１の口金２４に設けた一対の給電用接触子２６，２６（図示しない。）が差し込まれて接続される構造に形成されている。また、他方のソケット３１ｂは、直管形発光ランプ２１の口金２５に設けた１個の接地用接触子２７（図示しない。）が差し込まれて接続される構造に形成されている。
【００６１】
また、器具本体２９は、天井面にねじ等により取り付けられる図示しない基台と、この基台に図示しない取付け部材を介して図示しないねじにより固定された反射体３２を備えている。基台は、長形の略長方形に形成され、反射体３２は、長形であって長手方向と直交する断面が略五角形である箱状に形成されている。
【００６２】
点灯装置３０は、基台に取り付けられている。点灯装置３０は、図示しない入力線が外部の商用交流電源に接続されている。そして、図示しない一対の出力線が一方のソケット３１ａに接続され、図示しないアース線が他方のソケット３１ｂに接続されている。こうして、点灯装置３０は、器具本体２９に配設されている。そして、点灯装置３０は、直管形発光ランプ２１に所定の電流を供給して、発光体１のＬＥＤベアチップ４を点灯する既知の構成により形成されている。
【００６３】
本実施形態の照明器具２８は、発光体１の放射光を所定の方向に出射する安価に形成可能な直管形発光ランプ２１を具備するので、ランニングコストを安価にできるとともに、所定の照明領域に照明光を効率的に照射して当該照明領域を明るく照明することができるという効果を有する。
【符号の説明】
【００６４】
１，１Ａ，１Ｂ…発光体、  ２，１１…基板、  ４…半導体発光素子としてのＬＥＤベアチップ、  ５…封止樹脂、  ６，６、１３ａ，１３ｂ…配線層、  ７，７、１４ａ，１４ｂ…保護層、  ２８…照明装置としての照明器具、  ２９…装置本体としての器具本体、  ３０…点灯装置
【図１】
2013004704.tif 000003
【図２】
2013004704.tif 000004
【図３】
2013004704.tif 000005
【図４】
2013004704.tif 000006
【図５】
2013004704.tif 000007
【図６】
2013004704.tif 000008