(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池，正極端子及び負極端子を有し、該電池の正極及び該正極端子を電気的に接続するとともに該電池の負極及び該負極端子を電気的に接続するための主回路がそなえられた電池回路において、
該正極端子及び該負極端子の少なくとも何れか一方の極端子が複数の端子部に分割され、
該主回路を開閉するスイッチと、
上記の分割された複数の端子部が互いに電気的に接続されることを条件として該スイッチをオン状態にする補助回路とをそなえて構成されている
ことを特徴とする、電池回路。
【請求項２】
電池，正極端子及び負極端子を有し、該電池の正極及び該正極端子を電気的に接続するとともに該電池の負極及び該負極端子を電気的に接続するための主回路がそなえられた電池回路において、
該正極端子及び該負極端子の少なくとも何れか一方の極端子が複数の第１の端子部に分割され、
該主回路を開閉するスイッチと、
複数の第２の端子部をそなえ、上記の分割された複数の第１の端子部が互いに電気的に接続されるとともに該複数の第２の端子部が互いに電気的に接続されることを条件として該スイッチをオン状態にする補助回路とをそなえて構成されている
ことを特徴とする、電池回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池，正極端子及び負極端子を有するとともに電池と極端子とを電気的に接続するための主回路がそなえられた、電池回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話や携帯型コンピュータを始めとする携帯電気機器が急速に普及している。携帯電気機器では、電源として充電可能な二次電池等が使用されることが多い。このような二次電池は、一般的に、保護回路と一体に構成された電池パックとして使用される。携帯電話に使用される電池パックを例に取り、以下、一般的な電池パックの構成について図１３を参照しながら説明する。
【０００３】
電池パック１０１は、図１３に示すように、正極端子２と負極端子３とをそなえるとともに、正極端子２と負極端子３との間にサーミスタ端子４が配設されている。そして、電池パック１０１が取り付けられる携帯電話には、これらの端子２，３，４と対応する端子がそれぞれ設けられており、携帯電話に電池パック１０１が取り付けられた際には、携帯電話側の端子と、電池パック１０１側の端子２，３，４とがそれぞれ重ね合わされ電気的に接続される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の電池パックには、以下のような課題がある。
つまり、図１３に示すように電池パック１０１では正極端子２と負極端子３とが同じ面に隣接して構成されている。このため、例えば、交換用として電池パック１０１を携帯電話から取り外した状態で鞄や衣服のポケットに収容して持ち運ぶような場合には、電池パック１０１とともに収容された金属片（例えば筆記器具の金具や金属製のクリップ）が端子２，３と同時に接触し、電池パック１０１において短絡が引き起こされる虞がある。
【０００５】
携帯型電気機器では、今後ますます小型・軽量化が進むことは確実であり、これにともなって、使用される電池の正極端子と負極端子との間隔も狭まり、上述したようなケースで短絡が引き起こされる虞が高くなる傾向にある。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、短絡の発生を抑制できるようにした、電池回路を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の電池回路（請求項１）は、電池，正極端子及び負極端子を有し、該電池の正極及び該正極端子を電気的に接続するとともに該電池の負極及び該負極端子を電気的に接続するための主回路がそなえられた電池回路において、該正極端子及び該負極端子の少なくとも何れか一方の極端子が複数の端子部に分割され、該主回路を開閉するスイッチと、上記の分割された複数の端子部が互いに電気的に接続されることを条件として該スイッチをオン状態にする補助回路とをそなえて構成されていることを特徴としている。
【０００８】
本発明の電池回路（請求項２）は、電池，正極端子及び負極端子を有し、該電池の正極及び該正極端子を電気的に接続するとともに該電池の負極及び該負極端子を電気的に接続するための主回路がそなえられた電池回路において、該正極端子及び該負極端子の少なくとも何れか一方の極端子が複数の第１の端子部に分割され、該主回路を開閉するスイッチと、複数の第２の端子部をそなえ上記の分割された複数の第１の端子部が互いに電気的に接続されるとともに該複数の第２の端子部が互いに電気的に接続されることを条件として該スイッチをオン状態にする補助回路とをそなえて構成されていることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す各実施形態では、本発明の電池回路を携帯電話に適用した例を説明する。
（Ａ）第１実施形態の説明
まず、本発明の第１実施形態としての電池回路について説明する。図１〜図４は本実施形態の電池回路について示す図である。
【００１１】
図２に示すように、携帯電話５０の電池取付位置には、正極端子５２，サーミスタ端子５４及び負極端子５３が取り付けられており、ここでは各端子５２，５３，５４はそれぞれバネ端子により構成されている。
また、本実施形態の電池パック（電池回路）１には、携帯電話５０側の端子５２，５３，５４と対応する正極端子２、サーミスタ端子４及び負極端子１３がこの順に並べて取り付けられており、負極端子１３は、複数（ここでは２つ）の互いに面一な端子部１３Ａ，１３Ｂに分割されている。正極端子２及びサーミスタ端子４は、従来の電池パックの正極端子及びサーミスタ端子と略同形状・同サイズに形成されている。
【００１２】
また、負極端子１３も、分割されてはいるものの、全体としては（端子部１３Ａ，１３Ｂとをあわせた形状としては）、従来の電池パックの負極端子と略同形状・同サイズに形成されている。ここでは、端子部１３Ａ，１３Ｂは互いに異なる形状に形成されており、端子部１３Ｂは、全体としては四角形状となる負極端子１３の一角部を形成し、端子部１３Ａはその残りを形成している。
【００１３】
そして、電池パック１と携帯電話５０とが端子２，４，１３と端子５２，５４，５３とを向かい合わせて組付けられた際には、電池パック１と携帯電話５０との間で、端子２，５２が接続され、端子１３，５３が接続され、また、端子４，５４が接続されるようになっている。
なお、サーミスタ端子４は、電池回路内に設けられたサーミスタに接続されており、サーミスタ端子４を介して電池回路内の温度情報が携帯電話５０側に出力されるようになっている（サーミスタ及びその関連の回路については図示略）。
【００１４】
電池パック１は、図１に示すように、充電可能な二次電池（以下、単に電池ともいう）５と、上述した端子２，１３，４〔サーミスタ端子４は図２参照（図１では省略）〕と、主回路８と補助回路９とをそなえて構成されている。主回路８は、正極端子２及び電池５の正極６を接続するとともに負極端子１３及び電池５の負極７を接続するためのもので、主回路８には、主回路８を開閉するスイッチ１０が取り付けられている。負極端子１３は上述したように端子部１３Ａ，１３Ｂに分割されており、端子部１３Ａは補助回路９のトランジスタ９Ａのエミッタ端子９Ａｅに電気的に接続され、端子部１３Ｂは主回路８を介して負極７に電気的に接続されている。
【００１５】
また、補助回路９は、端子部１３Ａ，１３Ｂが電気的に接続されたことを条件に、主回路８のスイッチ１０をオン状態にするための回路である。
ここで、補助回路９及びスイッチ１０についてさらに説明する。補助回路９は、図１に示すようにトランジスタ９Ａ及び抵抗９Ｂ，９Ｃをそなえて構成されている。トランジスタ９Ａでは、ベース端子９Ａｂが抵抗９Ｂを介して主回路８の正極側に接続され、エミッタ端子９Ａｅが、負極側の端子部１３Ａに接続され、また、コレクタ端子９Ａｃがスイッチ１０に接続されている。
【００１６】
また、スイッチ１０は、インバータ１０Ａと、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）１０Ｂ，１０Ｃとをそなえて構成されている。
このような補助回路９及びスイッチ１０の構成により、負極側の端子部１３Ａ，１３Ｂが互いに電気的に接続されていなければ、トランジスタ９Ａのエミッタ端子９Ａｅの電位がフローティング状態となって、トランジスタ９Ａのエミッタ端子９Ａｅ側とコレクタ端子９Ａｃ側とが非導通状態となる。このため、図３中に太線で示す回路が形成され、抵抗９Ｃを介してスイッチ１０へ供給される電圧ＶSが、所定電圧よりも高くなる〔電圧ＶSが高レベル電位状態（以下、Ｈレベルという）になる〕が、電圧ＶSは、インバータ１０Ａにより反転されて、ＦＥＴ１０Ｂ，１０Ｃへ低レベル電位状態（以下、Ｌレベルという）で供給される。したがって、ＦＥＴ１０Ｂ，１０Ｃがオフ状態（非導通状態）となる。即ち、スイッチ１０がオフ状態となるようになっている。
【００１７】
一方、負極側の端子部１３Ａ，１３Ｂが互いに電気的に接続されると、トランジスタ９Ａのエミッタ端子９Ａｅにおける電位がフローティング状態から電池５の負極電位で規定されるグランド電位になるので、抵抗９Ｂを介してトランジスタ９Ａのベース端子９Ａｂに電流が流れ、トランジスタ９Ａのエミッタ端子９Ａｅ側とコレクタ端子９Ａｃ側とが導通状態になって、図４中に太線で示す部分が閉回路として形成される。
【００１８】
したがって、抵抗９Ｃを介してスイッチ１０へ供給される電圧ＶSは降下し（電圧ＶSがＬレベルになり）、インバータ１０Ａにより反転されて、ＦＥ１０Ｂ，１０ＣへＨレベルで供給される。したがって、ＦＥＴ１０Ｂ，１０Ｃがオン状態（導通状態）となる。即ち、スイッチ１０がオン状態となるようになっている。
【００１９】
本発明の第１実施形態としての電池パック（電池回路）１は上述したように構成されているので、以下のような作用・効果がある。
つまり、電池パック１が携帯電話５０にセットされた時には、電池パック１側の端子２，１３，４が携帯電話５０側の端子５２，５３，５４とそれぞれ接続される。この時、電池パック１の負極端子１３を構成する端子部１３Ａ，１３Ｂは、携帯電話５０の負極端子５３により互いに接続されることとなる。したがって、図１において、スイッチ１０がオン状態とされ、電極６，７から電池パック１側の極端子２，１３を介して携帯電話５０に電流が供給される。
【００２０】
また、電池パック１が携帯電話５０から取り外された状態において、正極端子２と負極側端子部１３Ａとが接続されたとしても、又は、正極端子２と負極側端子部１３Ｂとが接続されたとしても、スイッチ１０はオフ状態に保持される。したがって、例えば、交換用として電池パック１を携帯電話５０から取り外した状態で鞄等に収容して持ち運んでいる最中に、この電池パック１とともに収容された金具が接触して、正極端子２と負極側端子部１３Ａとが接続されたり、正極端子２と負極側端子部１３Ｂとが接続されたりした場合でも、短絡を防止できるという利点がある。
また、端子部１３Ａ，１３Ｂのうちの一方が他方に比べると小さな形状に設定されているので、これらの端子部１３Ａ，１３Ｂと正極６とが全て同時に金具等の接触により偶発的に接続される虞は低く、効果的に短絡を防止できる。
【００２１】
また、負極端子１３は、従来の負極端子と略同様のサイズ且つ略同様の配置に設定されているので、携帯電話５０側の端子の仕様を従来通りとすることができるという利点がある。
（Ｂ）第２実施形態の説明
次に、本発明の第２実施形態としての電池回路について説明する。図５〜図８は本実施形態の電池回路について示す図である。なお、上述の第１実施形態で説明した部品には同一の符号を付しその説明を省略する。
【００２２】
本実施形態にかかる携帯電話５０′は、図５に示すように、正極端子５２，サーミスタ端子５４及び負極端子５３が取り付けられるとともに、後述する電池パック２１の端子部２５Ａ，２５Ｂを接続するための端子（例えばばね端子）５５が設けられている。
また、本実施形態の電池パック（電池回路）２１には、図５に示すように正極端子２，サーミスタ端子４，端子２５及び負極端子３がこの順に並べて取り付けられており、端子２５は、互いに形状が異なるとともに互いに面一に形成される端子部２５Ａ，２５Ｂより構成されている。端子２５は全体として（端子部２５Ａ，２５Ｂを併せた形状として）は四角形状に構成され、端子部２５Ｂはかかる四角形状の一角部を形成し、端子部２５Ａはその残りを形成している。そして、電池パック２１を携帯電話５０′にセットした際には、携帯電話５０′の端子５５により端子部２５Ａ，２５Ｂが電気的に互いに接続されるようになっている。
【００２３】
電池パック２１は、図６に示すように、電池５と、極端子２，３及びサーミスタ端子（図示略）と、主回路８と、補助回路２９とをそなえて構成されている。上述した第１実施形態の構成に対し、本実施形態の電池パック２１では、主回路８のスイッチ１０を開閉するための端子部２５Ａ，２５Ｂが、極端子を分割して構成されるのではなく、極端子とは別に補助回路２９に設けられている。つまり、補助回路２９は、図６に示すように、トランジスタ９Ａ，抵抗９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ及び上述した端子部２５Ａ，２５Ｂがそなえられて構成されている。トランジスタ９Ａは、ベース端子９Ａｂが抵抗９Ｂを介して端子部２５Ａに電気的に接続され、エミッタ端子９Ａｅが電気的に主回路８の負極側に接続され、また、コレクタ端子９Ａｃが電気的にスイッチ１０に接続されている。
【００２４】
したがって、端子部２５Ａ，２５Ｂが互いに電気的に接続されていなければ、トランジスタ９Ａのベース端子９Ａｂに電流が流れないので、ベース端子９Ａｂはフローティング状態となり、このため、図７中に太線で示す回路が形成される。このとき、抵抗９Ｄ，９Ｃを介してスイッチ１０へ供給される電圧ＶSが高くなる（電圧ＶSがＨレベルになる）が、電圧ＶSは、インバータ１０Ａにより反転されて、ＦＥＴ１０Ｂ，１０ＣへＬレベルで供給される。したがって、ＦＥＴ１０Ｂ，１０Ｃがオフ状態になって、スイッチ１０がオフ状態となるようになっている。
【００２５】
一方、端子部２５Ａ，２５Ｂが互いに電気的に接続されると、抵抗９Ｄ，９Ｂを介してトランジスタ９Ａのベース端子９Ａｂに電流が流れるので、トランジスタ９Ａのエミッタ端子９Ａｅ側とコレクタ端子９Ａｃ側とが導通状態になって、図８中に太線で示す部分が閉回路として形成される。
このためスイッチ１０へ供給される電圧ＶSは降下するが（電圧ＶSがＬレベルになるが）、インバータ１０Ａにより反転されて、ＦＥＴ１０Ｂ，１０ＣへＨレベルで供給される。したがって、ＦＥＴ１０Ｂ，１０Ｃがオン状態になって、スイッチ１０がオン状態となるようになっている。
【００２６】
本発明の第２実施形態としての電池回路は上述したように形成されているので、第１実施形態と同様の作用・効果がある。
つまり、電池パック２１が携帯電話５０′にセットされた時には、携帯電話５０の端子５５により、電池パック２１側の端子部２５Ａ，２５Ｂが互いに接続される。したがって、図６において、スイッチ１０がオン状態とされ、電極６，７から電池パック１側の極端子２，３を介して携帯電話５０′に電流が供給される。
【００２７】
また、端子部２５Ａ，２５Ｂが互いに電気的に接続されることを条件としてスイッチ１０がオン状態とされるので、電池パック２１が携帯電話５０′から取り外された状態において、正極端子２と負極端子３とが電気的に接続された場合であっても、端子部２５Ａ，２５Ｂが互いに電気的に接続されなければスイッチ１０がオフ状態とされる。したがって、上述した第１実施形態と同様に、交換用として電池パック２１を携帯電話５０′から取り外した状態で鞄等に収容して持ち運んでいる最中にこの電池パック２１とともに収容された金具が接触して、正極端子２と負極端子３とが電気的に接続されてしまうような場合でも短絡の発生を抑制できるという利点がある。
【００２８】
また、ここでは、電池パック２１の端子部２５Ａ，２５Ｂの一方が他方よりも小さな形状に設定されているので、これらの端子部２５Ａ，２５Ｂとが金具等の接触により偶発的に接続される虞が低く、効果的に短絡の発生を抑制できる。
（Ｃ）第３実施形態の説明
次に、本発明の第３実施形態としての電池回路について説明する。図９及び図１０は本実施形態の電池回路について示す図である。また、従来技術及び各実施形態で説明した部品には同一の符号を付しその説明を省略する。
【００２９】
本実施形態の電池パック（電池回路）３１は、図９に示すように、上述した第１実施形態及び第２実施形態を合わせた構成となっている。つまり、電池パック３１には、正極端子２と、端子部（第１の端子部）１３Ａ，１３Ｂに分割される負極端子１３と、サーミスタ端子４と、端子部（第２の端子部）２５Ａ，２５Ｂが設けられている。
【００３０】
電池パック３１は、図１０に示すように、上述した第１実施形態の回路（図１参照）に対し、補助回路を構成するトランジスタ９Ａの上流側のラインが切断され、この切断部に端子部２５Ａ，２５Ｂが設けられた構成となっている。これにより、図５に示す携帯電話５０′に電池パック３１をセットした際には、端子５３により端子部１３Ａ，１３Ｂが互いに電気的に接続され、且つ端子５５により端子部２５Ａ，２５Ｂが電気的に接続され、補助回路３９により主回路８のスイッチ１０がオンされるように構成されている。
本発明の第３実施形態としての電池パック３１はこのように構成されているので、上述の第１実施形態及び第２実施形態と同様の効果が得られるという利点がある。
（Ｄ）その他
なお、本発明の電池回路は上述した各実施形態に限定されず発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形を行なうことが可能である。
【００３１】
例えば、端子の構成や配置等は設計条件に応じて適宜決定されるもので、例えば図１１（Ａ）〜（Ｄ）のように構成しても良い。
図１１（Ａ）に示す例は、負極側端子部１３Ａ，１３Ｂが互いに略同形状の長方形状に形成された例である。また、図１１（Ｂ）に示す例は、長方形状の負極側端子部１３Ａが長方形状の負極側端子部１３Ｂよりも大きく形成された例である。また、図１１（Ｃ）に示す例は、負極端子１３において、その中央部が略正方形状の負極側端子部１３Ａにより形成され、その周縁部が負極側端子部１３Ｂにより形成された例である。
【００３２】
図１１（Ｂ），（Ｃ）の例においては、負極端子１３を構成する複数の端子部の一方が他方よりも小さく形成されている（互いに異なる大きさに形成されている）ので、これらが同時に金属片等に接触してしまう虞が一層少なくなる。
また、このように、複数の端子部の一方（ここでは端子部１３Ｂ）を小さく形成すれば端子部１３Ｂの露出面積が小さくなるので、仮に補助回路を設けない構成としても、他方の端子部１３Ａは回路とは未接続状態となるものの、負極７に接続される負極側端子部１３Ｂと正極端子２とが接触して短絡してしまう確率をある程度低下させることができる。
【００３３】
さらに、上述の第１実施形態及び第３実施形態では、正極及び負極のうち一方の電極だけを分割して端子部を構成しているが、図１１（Ｄ）に示すように、正極１２及び負極１３の両方の電極をそれぞれ分割して構成するようにしてもよい。この場合の回路構成としては、例えば、図１２に示すようなものを挙げることができる。
【００３４】
図１２に示す回路では、第１実施形態の構成（図１参照）に対しさらに正極１２を分割して複数の端子部１２Ａ，１２Ｂを形成するとともに、正極端子１２Ａがトランジスタ９Ａ′のベース端子９Ａｂ′に接続されるように、負極側の補助回路９と略同様の補助回路９′が追加されている。また、２つの補助回路９，９′はそれぞれスイッチ１０′に接続されている。
【００３５】
また、スイッチ１０′は、ＮＯＲゲート１０Ａ′とＦＥＴ１０Ｂ，１０Ｃとから構成されており、補助回路９，９′のコレクタ端子９Ａｃ，９Ａｃ′はそれぞれＮＯＲゲート１０Ａ′に接続されている。これにより、正極側端子部１２Ａ，１２Ｂが電気的に接続され且つ負極側端子部１３Ａ，１３Ｂが電気的に接続されることを条件にスイッチ１０′がオン状態とされる。
【００３６】
なお、上述の第１実施形態及び第３実施形態では、負極だけを分割する構成としているが、勿論正極だけを分割する構成としても良い。
また、上述の各実施形態では、端子部を面一に構成しているが、各端子部において面の高さを互いに異なるように構成しても良い。この場合、電池パックがセットされる携帯電話側の各端子の形状を従来に対し変更する必要が生じるが、各端子部が電気的に接続されて短絡が生じてしまうのを一層効果的に抑制できる。
【００３７】
また、上述の各実施形態では、本発明の電池回路を携帯電話用の電池に適用した例を説明したが、本発明の電池回路は、携帯型コンピュータや携帯型ステレオ機器等の様々な電気機器用の電池に適用可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１及び請求項２記載の本発明の電池回路によれば、複数の端子部が電気的に接続されることを条件として主回路のスイッチがオン状態とされるので、電気機器から取り外された状態で不要に正極と負極とが電気的に接続されたとしても、この時複数の端子部が電気的に接続されていなければ主回路のスイッチがオフ状態にされているので、短絡の発生を抑制できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としての電池パック（電池回路）の模式的な回路構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態としての電池パック（電池回路）及び携帯電話の構成を示す模式的な斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態としての電池パック（電池回路）の動作を説明するための模式的な回路構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態としての電池パック（電池回路）の動作を説明するための模式的な回路構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態としての電池パック（電池回路）及び携帯電話の構成を示す模式的な斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態としての電池パック（電池回路）の模式的な回路構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態としての電池パック（電池回路）の動作を説明するための模式的な回路構成図である。
【図８】本発明の第２実施形態としての電池パック（電池回路）の動作を説明するための模式的な回路構成図である。
【図９】本発明の第３実施形態としての電池パック（電池回路）の構成を示す模式的な斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態としての電池パック（電池回路）の模式的な回路構成図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の実施形態としての電池パック（電池回路）の変形例の要部構成を示す模式的な斜視図である。
【図１２】本発明の実施形態としての電池パック（電池回路）の変形例の模式的な回路構成図である。
【図１３】従来の電池パックの構成を示す模式的な斜視図である。
【符号の説明】
１，２１，３１  電池パック（電池回路）
２  正極端子
３，１３  負極端子
４  サーミスタ端子
５  電池
６  正極
７  負極
８  主回路
９，９′，２９，３９  補助回路
９Ａ  トランジスタ
９Ａｂ  ベース端子
９Ａｃ  コレクタ端子
９Ａｅ  エミッタ端子
９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ  抵抗
１０，１０′  スイッチ
１０Ａ  インバータ
１０Ａ′  ＮＯＲゲート
１０Ｂ，１０Ｃ  ＦＥＴ
１３Ａ，１３Ｂ  端子部，第１の端子部
２５Ａ，２５Ｂ  端子部，第２の端子部
５０，５０′  携帯電話
５２  正極端子
５３  負極端子
５４  サーミスタ端子
５５  端子
【図１】
0003872643.tif 000002
【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】
0003872643.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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