(57)【要約】【課題】簡便な構成で放熱効率や防水性能を高めることのできるコンパクトな端子ボックスを提供する。【解決手段】端子ボックスＢｃは、外壁部１１と、内壁部１２とを有する樹脂製のボックス本体１と、外壁部１１の底面１１Ｄに当接する複数の端子板２ａ，２ｂと、２つの端子板２ａ，２ｂを電気的に接続するダイオード３と、内壁部１２の内周面１２Ｃに当接するカバー部材４と、内壁部１２の内周面１２Ｃとカバー部材４との間に挟まれるシール部材Ｓとを備えている。外壁部１１の底面１１Ｄの側から内壁部１２の内周面１２Ｃに沿った方向に形成されるスリット１５に、少なくとも１つの端子板２ａの底板部から立ち上がる立設部２２が挿入されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の外壁部と、前記外壁部の内側に設けられた筒状の内壁部とを有する樹脂製のボックス本体と、
前記外壁部の底面に当接するように取付けられ、底板部を有する複数の端子板と、
隣接する２つの前記端子板を電気的に接続するダイオードと、
前記内壁部の内周面に当接するカバー部材と、
前記内壁部の前記内周面と前記カバー部材との間に挟まれるシール部材と、を備え、
前記外壁部の前記底面の側から前記内壁部の前記内周面に沿った方向にスリットが形成され、
少なくとも１つの前記端子板は、前記底板部から立ち上がる立設部を有し、
前記立設部が前記スリットに挿入されている端子ボックス。
【請求項２】
前記内壁部の前記内周面と前記スリットとの間隔は、前記外壁部の外周面と前記スリットとの間隔より大きい請求項１に記載の端子ボックス。
【請求項３】
前記外壁部と前記内壁部との間に溝部が設けられている請求項１又は２に記載の端子ボックス。
【請求項４】
前記溝部は、前記外壁部と前記内壁部とを接続する複数の補強壁によって区画されている請求項３に記載の端子ボックス。
【請求項５】
前記補強壁には、前記溝部の底部から前記スリットと直交して立ち上がり、前記スリットと連通する補強壁スリットが形成されている請求項４に記載の端子ボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールに接続される端子ボックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂製のボックス本体と、ボックス本体の内表面と接触するよう並列に載置された複数の端子板と、隣接する２つの端子板を電気的に接続するダイオードと、ボックス本体の内表面と反対側である外表面に沿って配置され、その一部がボックス本体の側壁に挿入される金属製のヒートシンクとを備えた端子ボックスが知られている（例えば、特許文献１参照）。この端子板に配置されたダイオード等で発生した熱は、ボックス本体の内表面から外表面に伝熱され、ヒートシンクを介して放熱される。
【０００３】
また、特許文献１に記載の端子ボックスは、ボックス本体の内表面から内側に延出する複数の仕切片が設けられ、この仕切片に端子板の底板部の両端から屈曲形成された脚部を係止して、端子板がボックス本体に固定される。その際、端子ボックスの両端に位置する端子板は、ボックス本体の側壁と一体となった仕切片に、一方の脚部が係止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−８４５９６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、従来の端子ボックスにあっては、ダイオードで発生した熱が、端子板からボックス本体に伝達され、さらに別部材のヒートシンクを介して間接的に放熱されるため、部品点数の増加を招くと共に放熱効率が低下する。このため、更なる放熱効率の改善が望まれる。しかも、端子板の脚部がボックス本体の内表面から内側に延出する仕切片に配置されるため、ボックス本体の内部における端子板との絶縁距離を確保する上で、高さ方向（仕切片の延出方向）の沿面距離を確保する必要があり、端子ボックスの大型化を招いてしまう。
【０００６】
ところで、端子ボックスの防水性を高めるために、ボックス本体の開口を閉塞するカバー部材を設け、カバー部材とボックス本体の側壁との間にシール部材を配置することがある。この場合、特許文献１に記載の端子ボックスは、端子ボックスの両端に位置する端子板の一方の脚部やヒートシンクがボックス本体の側壁に接触しているので、ダイオードで発生した熱がボックス本体の側壁を介してシール部材に伝熱し易い。その結果、温度上昇した側壁にシール部材の応力が加わって側壁が熱変形したり、シール部材自体が熱変形したりして防水性能の低下を招くおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、簡便な構成で放熱効率や防水性能を高めることのできるコンパクトな端子ボックス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】
【０００８】
本発明に係る端子ボックスの特徴構成は、筒状の外壁部と、前記外壁部の内側に設けられた筒状の内壁部とを有する樹脂製のボックス本体と、前記外壁部の底面に当接するように取付けられ、底板部を有する複数の端子板と、隣接する２つの前記端子板を電気的に接続するダイオードと、前記内壁部の内周面に当接するカバー部材と、前記内壁部の前記内周面と前記カバー部材との間に挟まれるシール部材と、を備え、前記外壁部の前記底面の側から前記内壁部の前記内周面に沿った方向にスリットが形成され、少なくとも１つの前記端子板は、前記底板部から立ち上がる立設部を有し、前記立設部が前記スリットに挿入されている点にある。
【０００９】
本構成によると、端子板の立設部を、外壁部の底面の側から内壁部の内周面に沿った方向に形成されるスリットに挿入している。つまり、端子板の一部を構成する部位を、外気に晒されたボックス本体の外壁部と直接的に接触させることが可能となる。その結果、従来のように、ヒートシンクといった放熱板を介して間接的に放熱する構成に比べて、部品点数を抑制しながら放熱効率を向上させることができる。
【００１０】
また、ボックス本体の内壁部の内面に端子板の立設部が露出していないので、内壁部の内周面の絶縁部位を活用して高さ方向の沿面距離を確保することができる。よって、沿面距離を確保するために、絶縁性のボックス本体の寸法を大きく構成する必要がなく、装置をコンパクトにできる。
【００１１】
さらに、本構成では、防水性を高めるために、カバー部材と内壁部の内周面との間にシール部材を備えている。つまり、シール部材とスリットに挿入される端子板との間には、内壁部が幅方向に介在している。その結果、端子板の立設部からの熱は、比較的低温である外気に晒された外壁部の方に伝熱され易く、内壁部を介してシール部材まで伝熱され難い。よって、シール部材および内壁部の熱変形が抑制されるので、防水性能を高めることができる。
【００１２】
このように、簡便な構成で放熱効率や防水性能の高いコンパクトな端子ボックスを提供できた。
【００１３】
他の特徴構成は、前記内壁部の前記内周面と前記スリットとの間隔は、前記外壁部の外周面と前記スリットとの間隔より大きい点にある。
【００１４】
本構成のように、内壁部の内周面とスリットとの間隔を、外壁部の外周面とスリットとの間隔より大きく構成しているので、所望の強度を確保しつつ外壁部を薄肉にして放熱効率を高めることができる。しかも、スリットから内壁部の内周面まで比較的大きな肉厚を有するので、端子板の立設部からの熱がシール部材まで一層伝熱され難い。
【００１５】
他の特徴構成は、前記外壁部と前記内壁部との間に溝部が設けられている点にある。
【００１６】
本構成のように外壁部と内壁部との間に溝部を設ければ、外壁部と内壁部との間に空間が形成されるので、端子板の立設部からの熱がシール部材までより一層伝熱され難く、シール部材および内壁部の熱変形を確実に防止することができる。
【００１７】
他の特徴構成は、前記溝部は、前記外壁部と前記内壁部とを接続する複数の補強壁によって区画されている点にある。
【００１８】
本構成のように、溝部に複数の補強壁を形成すれば、内壁部の強度が増大し、カバー部材と内壁部との密着度を維持することができる。よって、長期に亘って所望の防水性能を維持することができる。
【００１９】
他の特徴構成は、前記補強壁には、前記溝部の底部から前記スリットと直交して立ち上がり、前記スリットと連通する補強壁スリットが形成されている点にある。
【００２０】
上述したように、端子板の立設部を外壁部の底面の側から内壁部の内周面に沿った方向に形成されるスリットに挿入することで、放熱効率を高めることができる。一方、端子板は厚みが小さいので、スリット幅が小さくなる。このため、ボックス本体を金型で成形する際、スリットに対応する金型の厚みが小さく、溶融樹脂圧に対する強度が確保され難い。本構成のように、補強壁を活用してスリットと連通する補強壁スリットを設けることで、スリットに対応する金型と補強壁スリットに対応する金型とを連結すれば、スリットに対応する金型の強度が高まる。その結果、スリットの幅を端子板の厚みに合わせて小さく設定することが可能となり、外壁部と端子板の立設部との密着度を高めて、放熱効率をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】太陽電池モジュールに端子ボックスを配置した概念図である。
【図２】上方側から見た端子ボックスの分解斜視図である。
【図３】下方側から見た端子ボックスの分解斜視図である。
【図４】カバー部材を取外した状態における端子ボックスの切断斜視図である。
【図５】端子ボックスにおける図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】端子ボックスにおける図４のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。
【図７】別実施形態１に係る端子板の斜視図である。
【図８】別実施形態２に係る端子板の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る端子ボックスの実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、太陽電池モジュールＭに接続される端子ボックスの一例として、セパレートタイプにおけるバイパス用の端子ボックスＢｃについて説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【００２３】
図１に示すように、光電変換素子が表面に設けられた太陽電池モジュールＭの裏側に、端子ボックスＢｃ，Ｂｓが接続されている。本実施形態における端子ボックスＢｃは、太陽電池モジュールＭの裏側に配置されたリードフレームＲの出力端子に接続され、太陽電池モジュールＭの両端に配置される２つの端子ボックスＢｓに対するバイパス機能を果たすものである。端子ボックスＢｓには、太陽電池モジュールＭの光電変換素子で発電された電力を取り出すための出力ケーブルＫが接続されている。図１では、模式的に中間に位置する端子ボックスＢｃを１つとして例示しているが、２つ以上あっても良く特に限定されない。
【００２４】
以下、端子ボックスＢｃのうち、太陽電池モジュールＭの側を下または底、その反対側を上として説明する。
【００２５】
図２〜図３に示すように、端子ボックスＢｃは、中央が矩形状に開口した樹脂製のボックス本体１と、太陽電池モジュールＭからの出力端子が接続される２つの第一端子板２ａおよび第二端子板２ｂ（以下、「端子板２ａ，２ｂ」と言う。）と、隣接する端子板２ａ，２ｂを電気的に接続するダイオード３とを備えている。また、端子ボックスＢｃは、ボックス本体１の上側を覆う樹脂製のカバー部材４と、カバー部材４の側面に装着される環状のシール部材Ｓとを備えている。図５に示すように、シール部材Ｓは、カバー部材４がボックス本体１に取付けられた状態で、後述する内壁部１２の内周面１２Ｃに密着し、ボックス本体１の内部への水分の侵入を防止する。なお、シール部材Ｓは、ボックス本体１の側に装着しても良く、特に限定されない。また、本実施形態では、端子板２ａ，２ｂを２つで構成しているが、３つ以上の複数個で構成しても良い。この場合、各端子板は夫々ダイオード３で接続される。
【００２６】
さらに、端子ボックスＢｃは、ボックス本体１の下側を覆い、ボックス本体１と太陽電池モジュールＭとの間に介在するスペーサ５を備えている。なお、スペーサ５を省略しても良い。
【００２７】
（ボックス本体）
図２〜図４に示すように、ボックス本体１は、筒状の外壁部１１と、外壁部１１の内側に設けられた筒状の内壁部１２とを備えている。外壁部１１の一部および内壁部１２の上端は、カバー部材４が嵌め込まれるように段落ち状に形成されている。
【００２８】
外壁部１１は、横断面視で長方形状に構成され、短辺側の側壁１１Ａと、長辺側の側壁１１Ｂとを備えている。これら側壁１１Ａ，１１Ｂの内側には、底面１１Ｄの側に窪んだ段落ち部１１ｃが形成されている。また、短辺側の側壁１１Ａから階段状に延出した一対の第一支持部１３と、長辺側の側壁１１Ｂの下端から突出した一対の第二支持部１４とが形成されている。これら支持部１３，１４を太陽電池モジュールＭに接着等で固定することで、端子ボックスＢｃが太陽電池モジュールＭに装着される。また、外壁部１１の長辺側の側壁１１Ｂには、複数の貫通孔部１１ａが形成されており、カバー部材４の爪部４１が係入される。なお、本実施形態の外壁部１１を横断面視で長方形状に構成したが、楕円形状や円形状に構成しても良く、特に限定されない。また、外壁部１１の側壁１１Ａ，１１Ｂに段落ち部１１ｃを形成したが、段落ち部１１ｃを形成せずに面一に形成しても良い。
【００２９】
図２，図４〜図５に示すように、外壁部１１と内壁部１２との間には、上面が開口した環状の溝部１６が形成されている。この溝部１６は、ボックス本体１の樹脂成形時に肉抜きすることで形成されるので、内壁部１２の収縮が抑制され、カバー部材４との密着度を高めることができる。なお、この溝部１６を省略しても構わない。
【００３０】
また、溝部１６は、外壁部１１と内壁部１２とを接続する複数の補強壁１６Ａによって区画されている。つまり、外壁部１１と内壁部１２とは、複数の補強壁１６Ａおよび溝部１６の底部１６ａによって接続され、溝部１６が内壁部１２の周方向に沿って複数形成されている。このように、溝部１６どうしの間に補強壁１６Ａを形成すれば、内壁部１２の強度が増大し、カバー部材４と内壁部１２との密着度を維持することができる。よって、長期に亘ってシール部材Ｓの防水性能を維持することができる。
【００３１】
また、図４〜図６に示すように、外壁部１１の底面１１Ｄの側から内壁部１２の内周面１２Ｃに沿った方向にスリット１５が環状に形成されている。換言すると、スリット１５は、内壁部１２の内周面１２Ｃと略平行に形成されている。具体的には、外壁部１１の段落ち部１１ｃにスリット１５が設けられている。これにより、スリット１５より内側に溝部１６が配置されることとなる。図５に示すように、この内壁部１２の内周面１２Ｃとスリット１５との間隔Ｌ１は、外壁部１１の外周面１１Ｃとスリット１５との間隔Ｌ２より大きく構成されている。
【００３２】
このスリット１５には、後述する第一端子板２ａの立設部２２が挿入される。これによって、隣接する端子板２ａ，２ｂを接続するダイオード３からの発熱を、第一端子板２ａから直接的に外壁部１１を介して放熱させることができる。また、本実施形態では、スリット１５を外壁部１１の上端付近まで設けている。このため、第一端子板２ａの立設部２２の外壁部１１に対する接触面積が十分に確保され、放熱効率が高いものとなっている。しかも、図１に示すように、端子ボックスＢｃがセパレートタイプであるので、端子ボックスＢｃ，Ｂｓを一体化したものに比べて熱源の分散が図られ、放熱効率が向上する。
【００３３】
また、図４に示すように、本実施形態では、ボックス本体１の内壁部１２の内周面１２Ｃに第一端子板２ａの立設部２２が露出しないので、内壁部１２の内周面１２Ｃの絶縁部位を活用して高さ方向（上下方向）の沿面距離を確保することができる。よって、沿面距離を確保するために、絶縁性のボックス本体１の寸法を大きく構成する必要がない。
【００３４】
なお、スリット１５を外壁部１１の段落ち部１１ｃに設けたが、外壁部１１の側壁１１Ａ，１１Ｂのうち、段落ち部１１ｃより外側の部位に設けても良く、特に限定されない。また、スリット１５を外壁部１１の上端付近まで設けずに、中間付近まで設けても良く、スリット１５の長さは放熱性を考慮して適宜設定される。
【００３５】
図３，図５〜図６に示すように、各溝部１６の間に設けられる補強壁１６Ａには、溝部１６の底部１６ａからスリット１５と直交して立ち上がり、スリット１５と連通する補強壁スリット１６Ｂが形成されている。これによって、ボックス本体１を樹脂成形する際、スリット１５に対応する金型と補強壁スリット１６Ｂに対応する金型とを連結すれば、スリット１５に対応する金型を補強することができる。その結果、スリット１５の幅を第一端子板２ａの厚みに合わせて設定することができるので、外壁部１１と第一端子板２ａの立設部２２との密着度を高めて、放熱効率をより一層向上させることができる。
【００３６】
（端子板）
図２〜図４に示すように、第一端子板２ａは、外壁部１１の底面１１Ｄ，溝部１６の底部１６ａおよび内壁部１２の底面に当接するように取付けられる第一底板部２１ａを有する。同様に、第二端子板２ｂは、外壁部１１の底面１１Ｄ，溝部１６の底部１６ａおよび内壁部１２の底面に当接するように取付けられ、第一底板部２１ａと同一平面状に位置する第二底板部２１ｂを有する。これら端子板２ａ，２ｂは、金属板を曲げ加工やプレス加工して成形されており、太陽電池モジュールＭのプラス電極やマイナス電極の出力端子がハンダ付け等で接合される。なお、端子板２ａ，２ｂは、外壁部１１の底面１１Ｄ，溝部１６の底部１６ａおよび内壁部１２の底面のいずれか１つ又は２つに当接させても良い。
【００３７】
第一端子板２ａは、太陽電池モジュールＭからの出力端子が挿入される挿入孔部２３ａを有する第一底板部２１ａと、第一底板部２１ａの両長辺から垂直に立ち上がる一対の立設部２２とを備えている。この第一底板部２１ａの長辺方向に沿った一方の端部には、短辺から立ち上がると共に内側に屈曲したＬ字状の第一屈曲部２４ａが形成されている。また、第一底板部２１ａの長辺方向に沿った他方の端部には、第二端子板２ｂを収容するために、中央付近まで矩形状に開口した開口部２５が形成されている。なお、立設部２２を、第一端子板２ａの長辺と同等の長さの矩形状で構成しているが、長辺の半分の長さの半円状で構成するなど、大きさや形状は特に限定されない。
【００３８】
第二端子板２ｂは、太陽電池モジュールＭからの出力端子が挿入される挿入孔部２３ｂを有する第二底板部２１ｂを備えている。この第二底板部２１ｂの長辺方向に沿った一方の端部には、短辺から立ち上がると共に内側に屈曲したＬ字状の第二屈曲部２４ｂが形成されている。図６に示すように、上述した第一屈曲部２４ａおよび第二屈曲部２４ｂがボックス本体１の内壁部１２の内周面１２Ｃに当接することで、ダイオード３が接続された状態の端子板２ａ，２ｂが、ボックス本体１の長辺方向に相対移動しないように構成されている。また、図２に示すように、第二底板部２１ｂの長辺方向に沿った他方の端部には、ダイオード３のリード３３が接続されるリード接続部２６が、挿入孔部２３ｂと隣接して設けられている。なお、第一屈曲部２４ａや第二屈曲部２４ｂを省略しても良い。
【００３９】
（ダイオード）
図２に示すように、ダイオード３は、直方体状のパッケージ３１と、パッケージ３１の底部から第一端子板２ａの側に突設したプレート端子３２（カソードに相当する。）と、パッケージ３１の底部から第二端子板２ｂの側に突設した一対のリード３３（アノードに相当する。）とを備えている。プレート端子３２は、第一端子板２ａの第一底板部２１ａにハンダ付け等によって接合され、一対のリード３３は、第二端子板２ｂのリード接続部２６にハンダ付け等によって接合されている。
【００４０】
（カバー部材）
図２〜図３に示すように、カバー部材４は、ボックス本体１の外壁部１１の内周面１１ｂと接触する矩形状の基部４２と、基部４２から端子板２ａ，２ｂに向かって延出し、ボックス本体１の内壁部１２の内周面１２Ｃに接触する環状延出部４３とを備えている。基部４２の側面には、上述したボックス本体１の複数の貫通孔部１１ａに係合する複数の爪部４１が突出形成されている。図５に示すように、環状延出部４３には、シール部材Ｓが装着されるシール溝４３ａが形成されている。
【００４１】
シール部材Ｓを装着したカバー部材４をボックス本体１に係合すると、シール部材Ｓとボックス本体１のスリット１５との間には、溝部１６が介在している。また、上述したように、内壁部１２の内周面１２Ｃとスリット１５との間隔Ｌ１は、外壁部１１の外周面１１Ｃとスリット１５との間隔Ｌ２より大きく構成している。このため、第一端子板２ａの立設部２２からの熱が内壁部１２まで伝熱され難く、シール部材Ｓおよび内壁部１２の熱変形を防止して所望の防水性能を維持することができる。
【００４２】
［別実施形態］
（１）図７に示すように、第一端子板２ａの第一底板部２１ａの長辺から垂直に立ち上がる一対の第一立設部２２ａと、第二端子板２ｂの第二端子板２ｂの長辺から垂直に立ち上がる一対の第二立設部２２ｂを設けても良い。この場合でも、隣接する端子板２ａ，２ｂを接続するダイオード３からの発熱が立設部２２ａ，２２ｂに伝熱され、ボックス本体１の外壁部１１を介して直接的に放熱させることができる。なお、図７では、第一立設部２２ａや第二立設部２２ｂを、第一端子板２ａや第二端子板２ｂの長辺と同等の長さの矩形状で構成しているが、長辺の半分の長さの半円状で構成するなど、大きさや形状は特に限定されない。
【００４３】
（２）図８に示すように、第一端子板２ａおよび第二端子板２ｂの短辺にも、垂直に立ち上がる第三立設部２２ｃおよび第四立設部２２ｄを設けても良い。この場合、端子板２ａ，２ｂの全周に立設部２２，２２ｃ，２２ｄが配置されるので、端子板２ａ，２ｂと外壁部１１との接触面積が増大し、放熱効率を一層向上させることができる。なお、図８では、第三立設部２２ｃや第四立設部２２ｄを、第一端子板２ａや第二端子板２ｂの短辺の３分の１程度で構成しているが、短辺と同等の長さの半円状に構成するなど、大きさや形状は特に限定されない。
【００４４】
（３）上述した実施形態では、スリット１５を環状に形成したが、第一端子板２ａの長辺にのみ立設部２２が設けられる場合には、ボックス本体１の外壁部１１の短辺に設けられたスリット１５を省略しても良い。また、第一端子板２ａの短辺にのみ立設部２２を設けて、ボックス本体１の外壁部１１の長辺に設けられたスリット１５を省略しても良い。
【００４５】
（４）上述した端子ボックスＢｃの構成を、太陽電池モジュールＭの両端に配置される両端子ボックスＢｓに採用しても良い。また、セパレートタイプの端子ボックスに限定されず、出力ケーブルとバイパス用の端子板とが収容される一体型の端子ボックスに適用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、太陽電池モジュール等の機器に接続される端子ボックスに利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１      ボックス本体
１１    外壁部
１１Ｃ  外周面
１１Ｄ  底面
１２    内壁部
１２Ｃ  内周面
１５    スリット
１６    溝部
１６ａ  底部
１６Ａ  補強壁
１６Ｂ  補強壁スリット
２ａ    第一端子板（端子板）
２ｂ    第二端子板（端子板）
２１ａ  第一底板部（底板部）
２１ｂ  第二底板部（底板部）
２２    立設部
３      ダイオード
４      カバー部材
Ｂｃ    端子ボックス
Ｌ１，Ｌ２  間隔
Ｓ      シール部材
【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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