(57)【要約】      （修正有）【課題】通常の使用条件下でコアにクラック又は破断を生じることが無く、従来よりも更に確実にトランス鳴きを防止又は低減することのできるトランスを提供する。【解決手段】それぞれ複数の脚部を有し、互いに脚部端面が対向するように配置される第１のコア２及び第２のコア３と、一の脚部にボビン１６を介して巻装されるコイルと、コイルと他の脚部との対向間隙に介設される制振材５とを備える。トランスを使用してスイッチング電源装置が構成される。【選択図】図２
2013118308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ複数の脚部を有し、互いに脚部端面が対向するように配置される第１のコア及び第２のコアと、
一の前記脚部にボビンを介して巻装されるコイルと、
前記コイルと他の前記脚部との対向間隙に介設される制振材と
を備えるトランス。
【請求項２】
前記制振材は、前記コイルと前記脚部との間に挿入される主面が矩形または楔形の部材である請求項１に記載のトランス。
【請求項３】
前記ボビンを収納するボビンケースを備え、
前記制振材は、前記ボビンケースと前記脚部との間に挿入される主面が矩形または楔形の部材である請求項１に記載のトランス。
【請求項４】
前記制振材が前記ボビンのコイルが巻装される面から前記脚部に向かって突出するボビンリブである請求項１に記載のトランス。
【請求項５】
前記ボビンを収納するボビンケースを備え、
前記制振材が、前記ボビンケースの周側面に配設されるケースリブである請求項１に記載のトランス。
【請求項６】
一の前記脚部端面と他の前記脚部端面との間に潤滑剤が介在される請求項１に記載のトランス。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載のトランスを備えるスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、トランスおよびスイッチング電源装置に関する。詳しくは、トランス鳴きを防止または低減することのできるトランスおよびスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭用テレビ受像機、モニターテレビおよびその他のディスプレイ等が薄型化されている。更に、電源回路基板および内部の各構成部品についても薄型化がなされている。例えば、電源回路に使用するスイッチング電源用トランスにおいても薄型化されたトランスが実用化されている。
【０００３】
薄型化されたトランスは、トランスの一部品であるコアについても、従来のトランスにおけるコアに比べて薄型化される。薄型のコアは、機械的振動の共振を生じる周波数が従来のコアよりも低くなる。共振点が可聴域まで低下した場合、共振点と回路の動作周波数とが一致すると、トランス鳴きが問題となることがある。回路の動作周波数が可聴域の周波数の場合の例として、バックライトのインバータ出力の調光動作や、入力電圧の低減のためにバースト動作（オンとオフを繰り返す間欠動作）を行う場合がある。このような可聴域での動作周波数で、オン・オフが繰り返されると、トランスのコアに磁束量に応じた磁歪振動が発生し、トランスから音が生じるトランス鳴きとなる。
【０００４】
従来は、トランスにおけるコアの振動を抑制する手法として、トランス全体またはトランスの一部をワニスに含浸させ、ワニスで覆う方法が採られていた。
【０００５】
さらに、ワニスを含浸させる方法以外に、トランスの振動を抑制する構造および構成を備える装置としては、例えば特許文献１に示されるようなコイル装置等を挙げることができる。
【０００６】
特許文献１に示されたコイル装置は、非磁性材料により形成された変形抑制部材がコイル周辺の適宜の部位に配置されることにより、磁心脚の軸方向による振動に伴って生じる異音を抑制することができると記載されている（特許文献１の段落０００４〜段落００１０、および図１〜５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２７８４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、薄型化および小型化したトランスのコアは機械的強度が低下するので、コアと含浸させたワニスとの温度膨張率の差等によって、コアにクラックまたは破断等が生じることがあった。さらに、特許文献１に記載されるような従来のコイル装置よりも、トランス鳴きをより一層確実に防止または低減することのできるトランスが求められていた。
【０００９】
したがって、本開示の目的は、通常の使用条件下でコアにクラックまたは破断を生じることが無く、従来よりも更に確実にトランス鳴きを防止または低減することのできるトランスおよびスイッチング電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決するために、本開示は、それぞれ複数の脚部を有し、互いに脚部端面が対向するように配置される第１のコアおよび第２のコアと、一の脚部にボビンを介して巻装されるコイルと、コイルと他の脚部との対向間隙に介設される制振材とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によると、ワニスでトランスを覆わないので、コアのクラックまたは破断を生じることが無く、コイルと脚部との対向間隙に介設される制振材によってトランス鳴きが低減または防止されるトランスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示に係るトランスの一実施態様を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示すトランスの組み立て図である。
【図３】図１に示すトランスの組み立て後の平面図である。
【図４】本開示に係るトランスの一実施態様で用いるコアの斜視図である。
【図５】本開示に係るトランスの他の実施態様を示す斜視図である。
【図６】本開示に係るトランスの一実施態様で用いる楔形部材の説明のための正面図および側面図であり、図６Ａは楔形部材の一例であり、図６Ｂは楔形部材の他の例であり、図６Ｃは楔形部材の別の例であり、図６Ｄは楔形部材の更に別の例である。
【図７】本開示に係るトランスの一実施態様で用いる楔形部材の説明のための正面図および側面図であり、図７Ａは楔形部材の一例であり、図６Ｂは楔形部材の他の例であり、図７Ｃは楔形部材の別の例であり、図７Ｄは楔形部材の更に別の例である。
【図８】本開示に係るトランスの一実施態様で用いる楔形部材の説明のための正面図および側面図であり、図８Ａは楔形部材の一例であり、図８Ｂは楔形部材の他の例であり、図８Ｃは楔形部材の別の例であり、図８Ｄは楔形部材の更に別の例である。
【図９】本開示に係るトランスの一実施態様で用いる楔形部材の説明のための正面図および側面図であり、図９Ａは楔形部材の一例であり、図９Ｂは楔形部材の他の例であり、図９Ｃは楔形部材の別の例であり、図９Ｄは楔形部材の更に別の例である。
【図１０】本開示に係るトランスの一実施態様で用いる楔形部材の説明のための正面図および側面図であり、図１０Ａは楔形部材の一例であり、図１０Ｂは楔形部材の他の例であり、図１０Ｃは楔形部材の別の例であり、図１０Ｄは楔形部材の更に別の例である。
【図１１】本開示に係るトランスの一実施態様で用いる楔形部材の説明のための正面図および側面図であり、図１１Ａは楔形部材の一例であり、図１１Ｂは楔形部材の他の例であり、図１１Ｃは楔形部材の別の例であり、図１１Ｄは楔形部材の更に別の例である。
【図１２】本開示に係るトランスの一実施態様で用いる楔形部材の説明のための正面図、側面図および上面図であり、図１２Ａは楔形部材の一例であり、図１２Ｂは楔形部材の他の例であり、図１２Ｃは楔形部材の別の例である。
【図１３】本開示に係るトランスの別の実施態様を示す分解斜視図である。
【図１４】図１３に示すトランスの組み立て後の平面図である。
【図１５】図１３に示すトランスの振動評価結果を示すグラフであり、図１５Ａは従来品のトランスを用いた振動評価結果を示し、図１５Ｂはコアをワニス含浸したトランスを用いた振動評価結果を示し、図１５Ｃは図１４に示すトランスを用いた振動評価結果を示している。
【図１６】本開示に係るトランスの別の実施態様を示す平面図である。
【図１７】本開示に係るトランスの更に別の実施態様で用いるボビンケースを示す平面図であり、図１７Ａはボビンケースの一例であり、図１７Ｂはボビンケースの他の例であり、図１７Ｃはボビンケースの別の例である。
【図１８】本開示に係るトランスを使用して構成されるスイッチング電源回路の一例の接続図である。
【図１９】本開示を適用できるスイッチング電源回路の例を示す接続図である。
【図２０】本開示を適用できるスイッチング電源回路の例を示す接続図である。
【図２１】本開示を適用できるスイッチング電源回路の例を示す接続図である。
【図２２】本開示を適用できるスイッチング電源回路の例を示す接続図である。
【図２３】本開示を適用できるスイッチング電源回路の例を示す接続図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示の実施形態について、図面を参照しながら以下の順序で説明する。
１．第１の実施形態（トランスの基本的構造）
２．第２の実施形態（ボビンケース付トランス）
３．第３の実施形態（ボビンリブ付トランス）
４．第４の実施形態（ケースリブ付トランス）
５．第５の実施形態（潤滑剤付トランス）
６．応用例（トランスを組み込んだスイッチング電源装置）
【００１４】
＜１．第１の実施形態＞
本開示に係るトランスの一実施態様における基本的な態様を図１に示す。なお、図１はトランス１の分解斜視図である。
【００１５】
トランス１は、第１のコア２、第２のコア３、コイル４、および制振材５を備えている。制振材５は、主面が矩形または楔型の板状の小片である。図１は、コイル４を可視化するために、外装材１７の一部を切り欠いている。
【００１６】
第１のコア２は、第１基部６と、第１基部６から略垂直方向に延在する複数の脚部とを有している。トランス１における第１のコア２の複数の脚部は、２つの第１外脚部７と、２つの第１外脚部７の間に設けられた１つの第１被巻装部８とである。第１外脚部７は、第１被巻装部８に比べて、長くかつ細径となるように形成されている。さらに、第１被巻装部８は、第１外装部７に比べて薄い板状のものである。
【００１７】
第２のコア３は、第２基部９と、第２基部９から略垂直方向に延在する複数の脚部とを有している。トランス１における第２のコア３の複数の脚部としては、２つの第２外脚部１０と、２つの第２外脚部１０の間に設けられた１つの第２被巻装部１１とが挙げられる。第２外脚部１０は、第２被巻装部１１に比べて、長くかつ細径となるように形成されている。さらに、第２被巻装部１１は、第２外装部１０に比べて薄い板状のものである。なお、第１のコア２と第２のコア３とは同形状であるので、同形状のコアを２つ作製し、一方を第１のコア２として使用すると共に他方を第２のコア３として使用することができる。
【００１８】
第１外脚部７および第１被巻装部８は、それぞれ第１脚部端面１２を有している。第２外脚部１０および第２被巻装部１１は、それぞれ第２脚部端面１３を有している。トランス１を組み立てたときには、第１脚部端面１２と第２脚部端面１３とが対向するように配置される。トランス１の組み立ておよび組み立て後のトランス１については、図２および図３を参照しつつ後述する。
【００１９】
第１外脚部７は、第１脚部端面１２から第１基部６に至る面の一つに、第１コイル対向面１４を有している。第１コイル対向面１４は、第１外脚部７の内側、つまり第１被巻装部８に臨む面であり、トランス１を組み立てたときにコイル４に対向する面である。
【００２０】
第２外脚部１０は、第２脚部端面１３から第２基部９に至る面の一つに、第２コイル対向面１５を有している。第２コイル対向面１５は、第２外脚部１０の内側、つまり第２被巻装部１１に臨む面であり、トランス１を組み立てたときにコイル４に対向する面である。
【００２１】
コイル４は、複数ある内の一の脚部にボビン１６を介して巻装される。トランス１において、コイル４が巻装される脚部は、第１のコア２における第１被巻装部８および第２のコア３における第２被巻装部１１である。なお、図１に示すように、コイル４の保護および絶縁を目的として、コイル４を外装材１７によって被覆している。外装材１７は、本開示の目的を達成することができる限り、必須の部材ではない。
【００２２】
コイル４が巻回されたボビン１６は、断面形状が矩形の筒体であり、コア対向面１８と開口端面１９とを有している。コア対向面１８は、トランス１を組み立てたときに、第１のコア２の第１コイル対向面１４および第２のコア３の第２コイル対向面１５と対向する面である。また、開口端面１９は、図１には１つのみ図示しているが２つ設けられており、トランス１を組み立てたときに、第１のコア２の第１基部６および第２のコア３の第２基部９に対向する面である。
【００２３】
さらに、ボビン１６には、一方の開口端面１９から他方の開口端面１９まで貫通する貫通孔２０が形成されている。貫通孔２０は、トランス１を組み立てたときに、第１のコア２の第１被巻装部８および第２のコア３の第２被巻装部１１が挿入される開口部である。なお、本開示のトランスにおいては、磁気飽和を防止するために、トランス１を組み立てたときに、第１被巻装部８の第１脚部端面１２と、第２被巻装部１１の第２脚部端面１３とは、所定のギャップが存在するように保持される。
【００２４】
コイル４には、開口端面１９の一部に端子板２１および端子２２が付設されている。端子板２１はコイル４から延在する導線が内蔵されており、コイル４と端子２２とを電気的に接続している。なお、本開示に係るトランスにおいては、端子板２１および端子２２は必須の部材ではなく、トランスの外部に設けられる電気回路に対して、コイルから電気的に導通する適宜の部材を用いれば良い。
【００２５】
制振材５は、主面が矩形または楔型の板状部材であり、トランス１を組み立てたときに、第１のコア２における第１コイル対向面１４および第２のコア３における第２コイル対向面１５と、ボビン１６におけるコア対向面１８との対向間隙に介設されることになる。なお、制振材５は、本開示に係るトランスにおける制振材の一例であり、他の実施態様については第３の実施形態および第４の実施形態等で説明する。
【００２６】
（トランスの組み立て）
続いて、図２および図３を参照しつつ、組み立てたトランス１について説明する。
【００２７】
図２にはトランス１の組み立て過程の一部を示した。トランス１の組み立て方法としては、例えば以下の一例を挙げることができる。
【００２８】
先ず、第１のコア２の第１被巻装部８および第２のコア３の第２被巻装部１１を、コイル４の各端子２２側からコイルの巻回方向に沿って、貫通孔２０に挿入する。続いて、制振材５を、第１のコア２における第１コイル対向面１４および第２のコア３における第２コイル対向面１５と、ボビン１６におけるコア対向面１８との対向間隙に挿入する。制振材５の挿入は、機械的に自動で行っても良く、手動で行っても良い。なお、制振材５の挿入位置は、第１脚部端面１２近傍の第１コイル対向面１４から第２脚部端面１３近傍の第２コイル対向面１５までを１つの制振材５が覆うことのできる位置であるのが好ましい。該好ましい挿入位置に制振材５が挿入されていると、トランス鳴きの一因であるコアの磁歪振動を効率良く抑制することができるようになる。
【００２９】
以上のようにして、トランス１を組み立てることができる。なお、図２においては、第２のコア３および制振材５の挿入方向をそれぞれの部材の近傍に矢印で示した。
【００３０】
図３には組み立てた後のトランス１を示した。第１のコア２における第１外脚部７および第２のコア３における第２外脚部１０は、第１脚部端面１２および第２脚部端面１３が相互に密着する様に、固定されている。第１外脚部７および第２外脚部１０の固定方法としては、例えば、第１脚部端面１２および第２脚部端面１３に接着剤を塗布した上で相互に密着する方法、第１脚部端面１２および第２脚部端面１３に接着剤を塗布した上で相互に密着した上で、密着部位周辺を粘着テープで巻回する方法等を挙げることができる。なお、本開示に係るトランスは、例えばスイッチング電源等に供されて使用される場合、第１のコアおよび第２のコアはそれぞれの脚部が上述の方法等により固定される。なお、第１外脚部７および第２外脚部１０の固定は、制振材５をコアとコイルとの対向間隙に挿入する前でも良く、挿入した後であっても良い。
【００３１】
図１〜図３に示したように、トランス１においては制振材５を２つ用いている。本開示に係るトランスにおいては、第１のコア２および第２のコア３のようなＥ字状のコアを用いた場合に、片側の脚部とコイルとを密着させて配置し、つまり片側の対向間隙は無くし、反対側の脚部とコイルとの間に生じる対向間隙と同等の厚さを有する制振材を用いても良い。
【００３２】
（コアの振動方向）
スイッチング電源用のトランスの動作周波数は一般的に数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚである。バックライトのインバータ出力の調光動作、いわゆるＤｉｍｉｎｇ動作、および入力電力低減動作、いわゆるＢｕｒｓｔ動作（オンとオフを繰り返す間欠動作）等を行う場合、２０ｋＨｚ以下の低い可聴域の周波数で動作を行うことがある。このような動作を行う場合、スイッチング電源用トランスのコアの磁歪振動によるトランス鳴きが問題となる。
【００３３】
ここで、図４を用いて本開示の発明者らが見出したトランス鳴きの一因を説明する。近年の傾向としてはトランスが薄型化している。トランスが薄型化すると、トランスで用いるコアも同様に薄型化する必要がある。コアが薄型化すると、コアの脚部が長くかつ細くなる。脚部が長くかつ細くなると、脚部が振動し易くなる。一般的に使用されている薄型化されたトランスの振動解析を行ったところ、第１のコア２および第２のコア３が図４に示すように振動していたことが判明した。詳述すると、第１のコア２の第１外脚部７および第２のコア３の第２外脚部１０の振動方向は、それぞれの外脚部近傍に示す矢印の方向であり、各被巻装部近傍に矢印で示されるコイル（図４には図示せず）の巻回方向に略直交していた。さらに、第１外脚部７および第２外脚部１０におけるコイルの巻回方向に沿った振動は、トランス鳴きを生じる程度には生じていなかった。特に薄型化されたトランスにおいては、コイルの巻回方向に略直交した振動が各外脚部に生じ、該振動自体が音に変換されたり、外脚部同士の摩擦が音に変換されたりする等の原因によってトランス鳴きが発生していたと考えられる。
【００３４】
また、磁歪振動により振動するコアは、共振を起こす部位において振動が最大となる。したがって、本開示に係るトランスの制振材は、振動が最大となる部位に介設することによって、トランス鳴きの原因となる振動を低減または防止することができる。
【００３５】
電気機器の内部の回路部品に故障等を生じると、熱、煙および異音等が発生することがある。電気機器の内部において異音が発生すると、ユーザーが異常ではないかと不安になるが実際に故障の有無を判断することが困難である。トランス鳴きが生じると、その鳴き音の大きさおよび／または周波数によっては、異音または異常音であるとして市場クレームとなる場合もある。電気機器の販売店においても、他の製品に比べて、展示品から異音が多く発生している場合、売れ難いことも起こり得る。ユーザーが通常に使用する状態において、気になる音圧レベル以下になるように設計する必要があった。
【００３６】
しかしながら、本開示の発明者らが見出したコアの振動方向はトランス鳴きを防止する従来のトランスにおいては想定されていないことが多かった。これに対して、本開示に係るトランスは、薄型トランス特有のトランス鳴きを低減または防止することができる。例えば、上述したトランス１においては、第１外脚部７および第２外脚部１０の最も振動が大きくなる位置に、制振材の一例である制振材５を設けている。これにより、第１のコア２および第２のコア３の磁歪振動を効率良く低減または抑制することができる。さらに、トランス１は第１のコア２および第２のコア３にワニスを含浸させていないので、トランス１を例えばスイッチング電源等に供して使用したとしても、第１のコア２および第２のコア３とワニスとの温度膨張率の差等に起因するクラックおよび破断が生じることはない。
【００３７】
上述した第１のコア２、第２のコア３およびコイル４の大きさとしては、薄型ディスプレイ等に設けられるトランスと同様の大きさで良い。もっとも、本開示に係るトランスは、薄型化されたトランスだけでなく、様々な大きさおよび形状のトランスにも適用することができる。
【００３８】
制振材５の厚さとしては、第１のコア２における第１コイル対向面１４および第２のコア３における第２コイル対向面１５と、ボビン１６におけるコア対向面１８との対向間隙の幅と同一であるのが良い。制振材５の厚さと対向間隙の幅とが同一であると、制振材５が対向間隙にガタツキ無く挿入されることになる。制振材５にガタツキが無い場合、第１のコア２および第２のコア３が磁歪振動を起こそうとしても、振動する余地が少ないまたは無いので、トランス１はトランス鳴きを大幅に低減または防止することができることになる。
【００３９】
制振材５の材料としては、トランスの使用条件下において不可逆的な変質を生じない材料であれば特に限定されず、例えばポリエチレンテレフタレート、フェノール樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、各種エンジニアリングプラスチック、紙および木材等を挙げることができる。
【００４０】
制振材を介在させる位置、制振材の数、および制振材の大きさ等は、振動が最大になる位置、振動の大きさ、およびトランスの大きさ等に応じて決定すれば良い。なお、磁歪振動の振幅は、数μｍ〜１０μｍ程度であることが多い。
【００４１】
（コアの変形例）
第１のコア２および第２のコア３の形状は図３に示すようにＥ字状であるがコアの形状の変形例として、例えば図５に示すコの字状のコアを用いることもできる。図５のトランス１０１における、図３に示すトランス１との相違点は、第１のコアおよび第２のコアの形状と、制振材の数との２点である。この相違点以外のトランス１０１で用いられる部材は、トランス１と同様の形状および機能を有するので、同一の参照符号を付すこととし、詳しい説明を省略する。
【００４２】
図５に示す第１のコア２０１および第２のコア３０１は、いわゆるコの字状であり、トランス１における第１のコア２および第２のコア３と比べて、一方の第１外脚部７および一方の第２外脚部１０が設けられていない。コの字状の第１のコア２０１および第２のコア３０１を用いることにより、トランス１０１の省スペース化を達成することができるようになる。さらに、第１のコア２０１の第１コイル対向面１４および第２のコア３０１の第２コイル対向面１５と、ボビン１６のコア対向面１８との対向間隙に、制振材５が介設されているので、トランス１０１はトランス鳴きを低減または防止することができる。
【００４３】
（制振材の変形例）
図６〜図１２は、制振材のいくつかの例を示す。
【００４４】
図６は、左側が正面図であり、右側が側面図である。図６Ａに示す制振材５０１は主面（正面形状）が長方形をなす板体である。図６Ｂに示す制振材５０２は主面が正方形をなす板体である。図６Ｃに示す制振材５０３は主面が円形をなす円盤である。図６Ｄに示す制振材５０４は主面が楕円形をなす楕円板である。なお、制振材５０１は、図１に示した制振材５と同形状である。
【００４５】
図７は、図６と同様に、左側が正面図であり、右側が側面図である。図７Ａに示す制振材５０５は主面がティアドロップ形をなす板体である。図７Ｂに示す制振材５０６は主面が正三角形をなす三角板である。図７Ｃに示す制振材５０７は主面が二等辺三角形をなす三角板である。図７Ｄに示す制振材５０８は主面が台形をなす板体である。
【００４６】
図８は、図６と同様に、左側が正面図であり、右側が側面図である。図８Ａに示す制振材５０９は主面が矩形を成し、かつ側面形状が三角形をなす楔である。図８Ｂに示す制振材５１０は主面が正方形を成し、かつ側面形状が三角形をなす楔である。図８Ｃに示す制振材５１１は主面が円形を成し、かつ側面形状が三角形をなす楔である。図８Ｄに示す制振材５１２は主面が楕円形を成し、かつ側面形状が三角形をなす楔である。
【００４７】
図９は、図６と同様に、左側が正面図であり、右側が側面図である。図９Ａに示す制振材５１３は主面がティアドロップ形を成し、かつ側面形状が三角形をなす楔である。図９Ｂに示す制振材５１４は主面が正三角形を成し、かつ側面形状が三角形をなす楔である。図９Ｃに示す制振材５１５は主面が二等辺三角形を成し、かつ側面形状が三角形をなす楔である。図９Ｄに示す制振材５１６は主面が台形を成し、かつ側面形状が三角形をなす楔である。
【００４８】
図１０は、図６と同様に、左側が正面図であり、右側が側面図である。図１０Ａに示す制振材５１７は、制振材５０１の一部に切り欠きを設けてなる板体である。図１０Ｂに示す制振材５１８は、制振材５０２の一部に切り欠きを設けてなる板体である。図１０Ｃに示す制振材５１９は、制振材５０３の一部に切り欠きを設けてなる板体である。図１０Ｄに示す制振材５２０は、制振材５０４の一部に切り欠きを設けてなる板体である。
【００４９】
図１１は、図６と同様に、左側が正面図であり、右側が側面図である。図１１Ａに示す制振材５２１は、制振材５０５の一部に切り欠きを設けてなる板体である。図１１Ｂに示す制振材５２２は、制振材５０６の一部に切り欠きを設けてなる板体である。図１１Ｃに示す制振材５２３は、制振材５０７の一部に切り欠きを設けてなる板体である。図１１Ｄに示す制振材５２４は、制振材５０８の一部に切り欠きを設けてなる板体である。
【００５０】
図１２は、左側が正面図であり、中央が側面図であり、右側が上面図である。図１２Ａに示す制振材５２５は最大面積を有する面の一つに２つの凸部が設けられており、平板形状の制振材に比べて防振性を向上させてなる部材である。図１２Ｂに示す制振材５２６は最大面積を有する面の一つが凸状に曲面で形成されてなる部材である。図１２Ｃに示す制振材５２７は最大面積を有する面の一つに曲面で２つの凸部が設けられており、平板形状の制振材に比べて防振性を向上させてなる部材である。
【００５１】
図６〜図１２において示した制振材はいずれもコイルと脚部との対向間隙にガタツキ無く挿入可能である。なお、図６〜図１２に示した制振材以外の実施態様であっても、本開示の目的を達なすることができる限り適宜に採用することができる。
【００５２】
（他の部材の応用例）
コアの材料としては、高周波トランスであればフェライト等の磁性体によって形成されることが一般的であり、本開示に係るトランスの第１のコアおよび第２のコアについても同様に、フェライトを用いることができる。なお、本開示に係るトランスを低周波トランスとして用いる場合には、コアの材料をフェライトから、ハイライト材、オリエント材およびアモルファス材等のケイ素含有材料に代えることができ、微少信号用トランスとして用いる場合にはコアの材料としてパーマロイ等も使用可能である。
【００５３】
コイルが巻回されるボビンの材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート、フェノール樹脂、ポリブチレンテレフタレートおよびポリエチレン等を挙げることができる。
【００５４】
コアおよびボビンの形状は、本開示に係るトランスが設置領域に合わせて適宜に変更可能である。なお、本開示に係るトランスは薄型化されたトランスに適用することが好ましいので、コアおよびボビンも薄型化するのが良い。
【００５５】
本開示に係るトランスは、既存のトランスにおいて、異音と認められる程度のトランス鳴きが発生している個体にも適用することができる。つまり、既存のトランスのコアにおける脚部とボビンとの間に対向間隙が存在していれば、制振材を該対向間隙に介設することにより、本開示に係るトランスとすることができる。これにより、発生していたトランス鳴きを低減または防止することができるようになる。
【００５６】
＜２．第２の実施形態＞
本開示に係るトランスの第２の実施形態は、ボビンケースを用いるものである。図１３を参照して、ボビンケースを用いた第２の実施態様について説明する。
【００５７】
図１３のトランス１０２における、図３に示すトランス１との相違点は、ボビンケース２３を設けたことである。この相違点以外のトランス１０２で用いられる部材は、トランス１と同様の形状および機能を有するので、同一の参照符号を付すこととし、詳しい説明を省略する。
【００５８】
ボビンケース２３は、基部２４およびボビン収納部２５を有する。基部２４は、平板状部材であり、略中央部にボビン１６が挿入されるボビン挿入口２６が開口している。ボビン収納部２５は、基部２４から突出する凸部であり、内部が中空である。ボビン収納部２５の内壁面はボビン１６の形状に合わせて形成されている。ボビン収納部２５は、第１のコア２の第１被巻装部８および第２のコア３の第２被巻装部１１がボビン１６の貫通孔２０に挿入可能なように、被巻装部用開口部２７が設けられている。ボビン収納部２５には、トランス１０２を組み立てたときにボビン１６の表面を視認可能なように、ボビン１６の表面が露出する窓部２８が設けられている。
【００５９】
トランス１０２の組み立て方法としては、先ず、ボビン挿入口２６を介してボビン１６をボビン収納部２５内に挿入し、ボビン収納部２５がボビン１６に収まるように、ボビンケース２３をコイル４に被せる。ボビンケース２３は被巻装部用開口部２７が設けられているので、ボビン１６の貫通孔２０を閉塞することはない。これにより、ボビン１６の表面における一部がボビンケース２３の窓部２８から露出し、かつボビン１６の貫通孔２０は開放状態となったままになる。続いて、トランス１の組み立て方法と同様に、第１のコア２および第２のコア３を貫通孔２０に挿入する。次に、第１コイル対向面１４および第２コイル対向面１５と、コア対向面１８との対向間隙に制振材５を挿入することになるがトランス１０２においてはボビンケース２３を設けているので、ボビンケース２３におけるボビン収納部２５の側面と、第１コイル対向面１４および第２コイル対向面１５との対向間隙に制振材５を挿入する。以上により、トランス１０２を組み立てることができる。
【００６０】
組み立てたトランス１０２の平面図を図１４に示した。制振材５の挿入位置については、トランス１と同様であり、第１脚部端面１２近傍の第１コイル対向面１４から第２脚部端面１３近傍の第２コイル対向面１５までを１つの制振材５が覆うことのできる位置であるのが好ましい。
【００６１】
（トランス鳴き防止評価）
ここで、トランス１０２のトランス鳴きを低減または防止する効果の評価を行った。第１のコア２の第１外脚部７および第２のコア３の第２外脚部１０が可聴域で共振を起こしたときの振動の大きさを解析し、解析結果をグラフとして示したのが図１５Ｃである。さらに、従来のトランスと、ワニスを含浸させて成るトランスとを比較対象として採用し、トランス１０２と同様に可聴域で共振を起こさせたときの振動の大きさ解析し、各解析結果をグラフとして示した。従来のトランスの解析結果を図１５Ａに示し、ワニス含浸のトランスの解析結果を図１５Ｂに示す。なお、各グラフの縦軸は振動の大きさを示し、横軸は周波数を示す。周波数は可聴域の１０００Ｈｚ〜２０ｋＨｚで解析することとした。各グラフを貫通するように横線を付しているが、この横線の振動の大きさは異音として検知され得るレベルである。
【００６２】
図１５Ａおよび図１５Ｂに示されるように、従来のトランスおよびワニス含浸のトランスは、振動が大きく、トランス鳴きによって異音が生じていると検知され得る。特にワニス含浸のトランスに関しては、トランス鳴きを生じている振動の周波数が高くなっているだけであり、振動の大きさ自体に変化が少ないので、振動そのものを抑制することができていないことが分かる。図１５Ｃに示されるように、本開示に係るトランスの一例であるトランス１０２は、これらの比較対象に比べると振動を低減しており、異音をして検知され難いレベルにまでトランス鳴きを低減していることが分かる。なお、ワニス含浸のトランスはコアの薄型化によってコアの機械的強度が低下するので、ヒートショックおよびヒートサイクル等によってコアにクラックまたは破断が生じる可能性がある。これに対して、トランス１０２における第１のコア２および第２のコア３はワニスを含浸していないので、ワニスに起因してヒートショックおよびヒートサイクル等によってコアにクラックまたは破断が生じることはない。
【００６３】
なお、本開示に係るトランスにおいて、トランス１０２のようにボビンケースを設ける実施態様は、コアの形状をＥ字形からコの字形に変更し、ボビンケースの形状もコアおよびコイルの形状に合わせて適宜に変更した実施態様として採用可能である。
【００６４】
＜３．第３の実施形態＞
本開示に係るトランスの第３の実施形態は、ボビンリブを有するボビンを用いる実施態様である。図１６を参照しつつ、ボビンリブを有するボビンを用いた実施態様の一例について、以下に説明する。
【００６５】
図１６に示すトランス１０３における、図３に示すトランス１との相違点は、ボビン１６１にボビンリブ２９を設けたことと、小片状の制振材を使用していないことである。この相違点以外のトランス１０３で用いられる部材は、トランス１と同様の形状および機能を有するので、同一の参照符号を付すこととし、詳しい説明を省略する。
【００６６】
図１６に示すボビン１６１は、ボビン１６１のコア対向面１８から第１のコア２および第２のコア３に向かって突出するボビンリブ２９を有している。なお、ボビンリブ２９は、本開示に係るトランスの制振材の一例である。ボビンリブ２９の突出距離は、制振材の厚さ、つまりコア対向面１８と第１コイル対向面１４および第２コイル対向面１５との対向間隙の距離と同様であることが好ましい。ボビンリブ２９の突出距離が上述したように選定されているので、トランス１０３を組み立てたときに、ボビンリブ２９が第１脚部端面１２近傍の第１コイル対向面１４および第２脚部端面１３近傍の第２コイル対向面１５に当接または密着するようになる。これにより、第１外脚部７および第２外脚部１０の振動を抑制することができるので、結果としてトランス鳴きを低減または防止することができる。
【００６７】
本開示に係るトランスのボビンリブの実施態様としては、ボビンリブ２９のような２本の筋状突出部だけでなく、１本の筋状突出部または３本以上の筋状突出部であっても良く、ボビンを作製するときに制振材と同形状の突起をボビンと一体成型することとしても良い。ボビンリブを設けることによって、制振材を使用する必要がなくなり、本開示に係るトランスの部品点数削減に寄与することができる。
【００６８】
＜４．第４の実施形態＞
本開示に係るトランスの第４の実施形態として、ケースリブを有するボビンケースを用いる実施態様を挙げることができる。図１７を参照しつつ、ケースリブを有するボビンケースを用いた実施態様の一例について、以下に説明する。
【００６９】
図１７Ａ〜図１７Ｃには、ボビンケース２３１、ボビンケース２３２およびボビンケース２３３を示した。図１７Ａ〜図１７Ｃに示すボビンケース２３１、２３２および２３３において、図１３および図１４に示したボビンケース２３との相違点は、ボビン収納部の側面、つまりコアの外脚部におけるコイル対向面に臨む面に突出部が設けられていることである。図１７Ａ〜図１７Ｃに示すボビンケース２３１、２３２および２３３において、この相違点以外は、ボビンケース２３と同様の形状および機能を有するので、同一の参照符号を付すこととし、詳しい説明を省略する。
【００７０】
図１７Ａに示すボビンケース２３１は、ボビン収納部２５１の側面、つまりトランスを組み立てたときにコアの外脚部におけるコイル対向面に臨むことになる面に、ケースリブ３０が付設されている。ケースリブ３０は、主面が矩形をなす平板状の突起であり、トランスを組み立てたときに、コアの外脚部におけるコイル対向面に密着するように形成されている。図１７Ｂに示すボビンケース２３２は、ケースリブ３０に代えてケースリブ３１が付設されている。ケースリブ３１は、制振材５２６と同形状の突起であり、トランスを組み立てたときに、コアの外脚部におけるコイル対向面に当接するように形成されている。図１７Ｃに示すボビンケース２３３は、ケースリブ３０に代えてケースリブ３２が付設されている。ケースリブ３２は、制振材５２５に類似形状の突起であり、トランスを組み立てたときに、コアの外脚部におけるコイル対向面に当接するように形成されている。
【００７１】
ボビンケース２３１、２３２および２３３を用いたトランスの組み立て方法は、制振材を用いないこと以外は、図１３および図１４に示したトランス１０２の組み立て方法と同様である。
【００７２】
ケースリブ３０、３１および３２の突出距離は、制振材の厚さ、つまりボビン収納部２５１、２５２および２５３とコイル対向面との対向間隙の距離と同様であることが好ましい。ケースリブ３０、３１および３２の突出距離が上述したように選定されているので、トランスを組み立てたときに、ケースリブ３０、３１および３２が脚部端面近傍のコイル対向面に当接または密着するようになる。これにより、外脚部の振動を抑制することができるので、結果としてトランス鳴きを低減または防止することができる。
【００７３】
本開示に係るトランスのケースリブの実施態様としては、例えばボビンケースを作製するときに制振材と同形状の突起をボビンケースと一体成型することとしても良い。ケースリブを設けることによって、制振材を使用する必要がなくなり、本開示に係るトランスの部品点数削減に寄与することができる。
【００７４】
＜５．第５の実施形態＞
本開示に係るトランスの第５の実施形態は、潤滑剤を用いるものである。
【００７５】
上述の第１〜第４の実施形態のようなトランスは、２つのコアにおける各外脚部の脚部端面を突き合わせるようにして組み立てられる。さらに、本開示に係るトランスは、外脚部の磁歪振動を抑制することができるように適宜の制振材が用いられ、さらに外脚部の連結状態が粘着テープまたは接着剤等により固定される。制振材によって外脚部の振動を抑制した上で、さらにトランス鳴きの低減または防止を図る場合には、潤滑剤を用いることが好ましい。
【００７６】
潤滑剤は、一の脚部端面と他の脚部端面との間に介設される。潤滑剤は外脚部が固定される前に、潤滑剤を脚部端面に塗工しておくと良い。本開示に係るトランスにおいて、採用することのできる潤滑剤としては、外脚部が固定不能とならない限り特に限定されず、例えばシリコンオイル、シリコングリース、フルオログリースおよびアピエゾン等を挙げることができる。
【００７７】
潤滑剤は外脚部同士の摩擦抵抗を低減することができる。よって、潤滑剤を用いた本開示に係るトランスは、ワニスに起因するコアのクラックまたは破断を生じることが無く、かつ制振材によって外脚部の振動を抑制することができ、さらに、振動が大きい場合に外脚部同士が擦れることで音に変換されることを潤滑剤によって防止することができる。
【００７８】
＜６．第６の実施形態＞
第６の実施の形態は、上述した本開示によるトランスを使用したスイッチング電源装置である。図１８は、スイッチング電源装置の一例を示す。例えばＰＦＣ(Power Factor Correction)制御方式の電源回路等の整流回路からの出力電圧＋Ｂが図１８に示すスイッチング電源装置の入力端子に供給される。電流共振型コンバータにおけるスイッチング駆動では、２個のスイッチング素子が交互にＯＮ／ＯＦＦすると共に、両者がＯＦＦ期間となるデッドバンドを形成するようにしている。デッドバンドは、２個のスイッチング素子の同時ＯＮを回避するために設けられているものである。
【００７９】
図１８の構成では、スイッチング素子としてのＦＥＴＱ１、Ｑ２を有する電流共振型コンバータの一例を示す。電流共振型コンバータでは、ＦＥＴＱ２に対してのみ１次側直列共振コンデンサ（以下、共振コンデンサと適宜称する。）Ｃ１を並列接続した形態を採る。なお、この図に示す電源装置は、他励式によりスイッチング素子を駆動する構成を採っている。
【００８０】
ＦＥＴＱ１に対しては、ボディダイオードＤ１が接続され、ＦＥＴＱ２に対しては、ボディダイオードＤ２が接続される。ＦＥＴＱ２に対して並列に、トランスＴの１次巻線Ｎ１とトランスＴのリーケージインダクタンス成分Ｌ１と共振コンデンサＣ１とからなる直列共振回路が接続される。
【００８１】
ＦＥＴＱ１、ＦＥＴＱ２を他励式によりスイッチング駆動するために、ドライブ回路５１、発振回路部５２および過電流検出部５３からなる共振制御部５０が設けられる。発振回路部５２は、所定の周波数の信号を発生し、ドライブ回路５１に供給する。ドライブ回路５１は、ＦＥＴＱ１、ＦＥＴＱ２をスイッチング駆動するためのドライブ信号Ｖｇｓ１、Ｖｇｓ２を生成する。ドライブ信号Ｖｇｓ１、Ｖｇｓ２は、互いに逆相のパルス信号であり、ＦＥＴＱ１、ＦＥＴＱ２が交互にＯＮ／ＯＦＦする。
【００８２】
トランスＴは、ＦＥＴＱ１、ＦＥＴＱ２のスイッチング出力を伝送するために設けられ、さらに、リーケージインダクタンスによるＬ成分によって、共振動作が行なわれる。トランスＴの１次巻線Ｎ１の一端部は、ＦＥＴＱ１、ＦＥＴＱ２の接続点と接続され、他端部は、共振コンデンサＣ１および電流検出回路５４の直列接続を介して、直流入力電圧の接地側と接続される。このトランスＴとして、上述した本開示のトランスを適用することができる。
【００８３】
リーケージインダクタンス成分Ｌ１と共振コンデンサＣ１との直列接続により１次側直列共振回路が構成される。ＦＥＴＱ１、ＦＥＴＱ２のスイッチング出力は、１次側直列共振回路に供給され、電流共振型コンバータが形成されることになる。
【００８４】
トランスＴの２次巻線Ｎ２のセンタータップが２次側接地電位とされる。整流ダイオードＤ３、Ｄ４、および平滑コンデンサＣｏによって両波整流回路が構成される。両波整流回路によっては、２次巻線Ｎ２に励起された交番電圧が整流され、平滑コンデンサＣｏの両端電圧として、出力直流電圧が生成される。出力電圧が負荷５５に供給される。
【００８５】
出力電圧が抵抗Ｒ１およびＲ２によって分圧され、分圧電圧がシャントレギュレータ５６に供給され、基準電圧Ｒｅｆと比較される。比較出力に応じてホトカプラＰＨ１の発光ダイオード側に電流ＩＤが流れる。ホトカプラＰＨ１のホトトランジスタ側には、電流ＩＤに比例するフィードバック電流ＦＢが流れる。発振回路部５２からＩＤに比例するフィードバック電流ＦＢが引かれる。
【００８６】
共振制御部５０は、フィードバック電流ＦＢの大きさに応じて発振周波数を制御し、発振周波数によって出力電圧を制御する。例えば周波数が低下すると、出力電圧が上昇し、周波数が上昇すると、出力電圧が低下するようになされる。すなわち、出力電圧のレベルが低下したときには、周波数を低くするように制御する。これにより、２次側へのエネルギー伝送量が増加して出力電圧が上昇する。出力電圧のレベルが上昇したときには、周波数を高くするように制御して、これにより２次側へのエネルギー伝送量を減少させて、出力電圧を低下させるようにしている。
【００８７】
電流検出回路５４は、１次側を流れる電流を検出する。１次側に所定値以上の電流が流れると、共振制御部５０が異常検出を行い、過電流による素子の破壊が防止されるようになされている。さらに、電流検出回路５４の出力によってスイッチングのタイミングがモニタリングされるようになされている。
【００８８】
「スイッチング電源装置の例」
図１８に示すスイッチング電源装置に限らず、図１９〜図２３にそれぞれ示すようなスイッチング電源装置のトランスＴに対して本開示によるトランスを適用することができる。
【００８９】
図１９に示す例は、スイッチングトランジスタＱ１１のコレクタおよび入力端子間に、トランスＴの１次巻線Ｎ１が接続され、トランスＴの２次巻線Ｎ２に対して整流回路６２が接続されている。トランジスタＱ１１が制御ＩＣ(Integrated Circuit)６０の出力によってスイッチングされる。図１９に示す構成は、「１トランジスタオン−オフ回路」と呼ばれ、比較的小電力用途に使用される。図２０に示すように、コイル６３を追加した整流回路６４を２次側に設ける構成も可能である。図２０に示す構成は、比較的小電力および中電力用途に使用される。
【００９０】
図２１に示すスイッチング電源装置は、１次巻線Ｎ１に対してコンデンサＣ１１を接続した「１トランジスタオン−オフ擬似共振（部分電圧共振）回路」と呼ばれる構成である。３種類の出力電圧を取り出すようになされている。スイッチングトランジスタＱ１１が制御ＩＣ６０の出力によってスイッチングされる。図２１に示す構成は、比較的小電力および中電力用途に使用される。
【００９１】
図２２に示すスイッチング電源装置は、「ハーフブリッジ回路」と呼ばれる構成である。２種類の出力電圧を取り出すようになされている。スイッチングトランジスタＱ２１およびＱ２２が制御ＩＣ６０の出力によってスイッチングされる。図２２に示す構成は、比較的中電力用途に使用される。
【００９２】
図２３に示すスイッチング電源装置は、「ハーフブリッジ電流共振回路」と呼ばれる構成である。図１８に示した構成と同様の構成を有し、２種類の出力電圧を取り出すようになされている。スイッチングトランジスタＱ２１およびＱ２２が制御ＩＣ６０の出力によってスイッチングされる。図２３に示す構成は、比較的中電力および高電力用途に使用される。
【００９３】
以上、本開示の実施形態について具体的に説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【００９４】
例えば、上述の第１実施形態および第２実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。
【００９５】
また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本開示の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【００９６】
本開示は以下のような構成も採ることができる。
（１）それぞれ複数の脚部を有し、互いに脚部端面が対向するように配置される第１のコア及び第２のコアと、
一の前記脚部にボビンを介して巻装されるコイルと、
前記コイルと他の前記脚部との対向間隙に介設される制振材と
を備えるトランス。
（２）
前記制振材は、前記コイルと前記脚部との間に挿入される主面が矩形または楔形の部材である（１）に記載のトランス。
（３）
前記ボビンを収納するボビンケースを備え、
前記制振材は、前記ボビンケースと前記脚部との間に挿入される主面が矩形または楔形の部材である（１）（２）の何れかに記載のトランス。
（４）
前記制振材が前記ボビンのコイルが巻装される面から前記脚部に向かって突出するボビンリブである（１）に記載のトランス。
（５）
前記ボビンを収納するボビンケースを備え、
前記制振材が、前記ボビンケースの周側面に配設されるケースリブである（１）に記載のトランス。
（６）
一の前記脚部端面と他の前記脚部端面との間に潤滑剤が介在される（１）乃至（５）の何れかに記載のトランス。
（７）
（１）〜（６）の何れかに記載のトランスを備えるスイッチング電源装置。」
【符号の説明】
【００９７】
１、１０１、１０２、１０３・・・トランス
２、２０１・・・第１のコア
３、３０１・・・第２のコア
４・・・コイル
５、５０１〜５２７・・・制振材
６・・・第１基部
７・・・第１外脚部
８・・・第１被巻装部
９・・・第２基部
１０・・・第２外脚部
１１・・・第２被巻装部
１２・・・第１脚部端面
１３・・・第２脚部端面
１４・・・第１コイル対向面
１５・・・第２コイル対向面
１６、１６１・・・ボビン
１７・・・外装材
１８・・・コア対向面
１９・・・開口端面
２０・・・貫通孔
２１・・・端子板
２２・・・端子
２３、２３１、２３２、２３３・・・ボビンケース
２４・・・基部
２５、２５１、２５２、２５３・・・ボビン収納部
２６・・・ボビン挿入口
２７・・・被巻装部用開口部
２８・・・窓部
２９・・・ボビンリブ
３０、３１、３２ケースリブ
【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２３】
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