(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプチューブの長手方向の両端部を角形状かつ扁平状にシールしてフイラメントを封入すると共に該シール部からフイラメントへ通電する通電エレメントを延出し、該延出した端部エレメントに電源と接続するリード線を接続し、前記のシール部と、端部エレメントとリード線の接続部とを角形セラミックベースで包囲した直管形赤外線ランプにおいて、
互いに対峙する側壁板と上下壁板とによって形成されたランプチューブのシール部を収容するシール収容部を有する角形ベースと、
上記のシール部をシール収容部に挿入するために角形ベースの一方の端面側に開口形成した開口部と、
前記角形ベースの他方の端面側に形成されかつシール収容部に挿入したシール部から延出する端部エレメントを露呈せしめる切り欠き部と、
上記切り欠き部方向に突出して設けられかつシール部がシール収容部に挿入される時その挿入方向への移動に関して一定以上挿入されることを規制するストッパ縁と、
前記切り欠き部内で端部エレメントに接続されかつシール部の挿入方向と反対方向への移動を上記の切り欠き部によって形成された下壁板の縁部に当接して規制するリード線と、
前記シール収容部にシール部を収容した際、シール収容部内においてそのシール収容部の内周面とシール部の外周面との間に形成された隙間部と、
とからなる前記の直管形赤外線ランプの角形セラミックベース。
【請求項２】
端部エレメントとリード線との接続が、シール部をシール収容部に収容した後に、角形ベースに開口形成された切り欠き部内において行われることからなる請求項１に記載の直管形赤外線ランプの角形セラミックベース。
【請求項３】
角形ベースに対して、シール収容部に収容されるシール部の高さ方向に逆Ｌ字状をなす切り欠き部を形成し、それによって、角形ベースの上壁板と両側壁板とにより上記のシール部が案内される凹状の案内部が形成されてなる請求項１に記載の直管形赤外線ランプの角形セラミックベース。
【請求項４】
直管形赤外線ランプの角形ベースをベースホルダーにセッテイングする際、ランプチューブとベースホルダーとの平行度に誤差が生じた時、該誤差はシール収容部の内周面とシール部の外周面との間に存在する隙間部によって吸収し、ランプチューブとベースホルダーとの相対的な平行度出しが自動的に調整され、ランプチューブには負荷が付与されないようにした請求項１に記載の直管形赤外線ランプの角形セラミックベース。
【請求項５】
角形ベースのシール収容部とランプチューブのシール部の寸法関係は、シール収容部の全高がシール部の全高よりも若干高くなる関係に選定され、かつまた、シール収容部の全幅はシール部の全幅よりも若干幅広くなる関係に選定されていて、シール収容部にシール部が収容された時、それらの間に若干の隙間部が形成されることからなる請求項１に記載の直管形赤外線ランプの角形セラミックベース。
【請求項６】
互いに対峙する側壁板と上下壁板とによって形成されたシール部を収容するシール収容部を有する角形ベースと、シール部をシール収容部に挿入するために角形ベースの一方の端面側に開口形成された開口部と、前記角形ベースの他方の端面側に形成されかつシール収容部に収容したシール部から延出する端部エレメントを露呈せしめる切り欠き部と、とを有する構造の角形ベースをセラミック材料により一体成型してなる請求項１に記載の直管形赤外線ランプの角形セラミックベース。
【請求項７】
ランプチューブ、そのシール部、シール部から延出された端部エレメント、前記シール部を収容する角形ベースのシール収容部が同一線上に配置されていて、その中心線と直交する方向に角形ベースに逆Ｌ字状の切り欠き部が形成され、該切り欠き部内において端部エレメントに対し、その中心線と直交してリード線が接続され、そして、上記の切り欠き部側に形成されかつシール部の挿入方向に関して一定以上の挿入を規制するストッパ縁が角形ベースの上壁板に形成され、かつまた、シール部の挿入方向と反対方向への移動を上記の切り欠き部によって形成された下壁板の縁部にリード線が当接して規制される直管形赤外線ランプの角形セラミックベース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は急速な温度上昇および降下制御を可能とし、かつ加熱スペースをコンパクト化した直管形赤外線電球に関し、さらに詳しくは当該直管形赤外線ランプの角形ベースをベースホルダーにセッテイングして使用する際、直管形赤外線ランプとベースホルダーとの平行度に誤差が生じてもランプチューブに影響を与えることのない直管形赤外線ランプの角形セラミックベースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
棒形状の直管形赤外線ランプは、コンパクトでありながら高温度が得られ、しかもクリーン下で加工が行えることから、需要も多く種々の構造のものが提案されている。このような直管形赤外線ランプは、熱源となるフイラメントを封入したランプチューブとフイラメントを電源に接続するためのリード線とから構成される。
【０００３】
上記のランプチューブとしては、例えば中空円筒状の石英ガラスなどが用いられ、その長手方向の両端部を角形状かつ扁平状にシールしてフイラメントを封入すると共に該フイラメント長手方向両端部の端部フイラメントを、上記のシール部に埋設した例えばモリブデン箔に接続する。このモリブデン箔には通電エレメントの一方端を接続し、他方端はシール部外へ突出させて、端部エレメントとして電源側に接続するリード線と接続する。
【０００４】
上記のシール部およびリード線との接続部を包囲する角形状かつ扁平状の角形ベースは、その角形ベース本体が例えばセラミック材料からなり、内部が中空の収納部に形成される。この角形ベース本体は、その収納部にシール部を挿入するための開口部および、それの挿入時にシール部の根元部を案内するための開口部をそれぞれ有し、かつまた、角形ベース本体には、電源と接続するリード線を上記の収納部内に導入するための導入孔が穿孔される。
【０００５】
上記ランプチューブと角形ベースのアッセンブリは、ランプチューブのシール部を角形ベース本体の一方の端面側に形成した開口部から挿し込むと共にシール部の根元部を他方の端面側に形成した開口部に案内させて角形ベース本体の奥深くまで挿入する。その後、セラミックやセメントなどの固着剤を用いて角形ベース本体とシール部とを一体化する。次に、角形ベース本体に穿孔した導入孔に、電源に接続されるリード線を挿し込んで、シール部から突出させた通電エレメントに接触させ、その接触部を角形ベース本体に明けた溶着用の開口部を利用して溶着する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記アッセンブリされた直管形赤外線ランプは、その使用に際し、表面温度が約５００〜１０００度近くの高温となるため、該直管形赤外線ランプは、そのランプチューブが被加工物に触れないように、即ち、被加工面から若干浮上させた状態にセッテイングして用いられる。このような理由から、一般的には直管形赤外線ランプは、その長さ寸法に対応して配置されたベースホルダー間にセッテイングし、ランプチューブが被加工面に直接接触しないようにセットされる。
【０００７】
上記のセッテイング時、直管形赤外線ランプの中心とベースホルダーの中心との間の平行度を一致せしめることは極めて難しく、特に高熱量を得るためにフイラメント及びランプチューブを長大化させた場合、ランプセット後の破損、更にランプチューブの熱変形、収縮等の外因的な条件によって、相対的に平行度に狂い、いわゆる誤差が生じ、これが原因となってランプチューブの破損を来すことがしばしばあった。更にまた、角形ベース本体と通電エレントとを一体化した後、角形ベース本体に貫通した導入孔内にリード線を通して、通電エレントに接触させ、角形ベース本体外から溶着を行わなければならず、作業が煩雑となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、直管形赤外線ランプとこれを支持するベースホルダーとの相対的な平行度出しの問題を解決するため、相対的な平行度の誤差を吸収することに着目し、鋭意研究を行った結果、本発明を完成することに成功した。
即ち、本発明の目的は、器具へのセット時、組立て時、使用時において、ランプ長手方向の寸法誤差に起因するランプチューブの破損を防止し、更にリード線と直管形赤外線ランプとの接続作業を簡略化し、更にまた角形ベースの組立作業を不要にし、シール部の冷却効果を高め、ランプ自体の寿命を向上化し得る量産性に適した直管形赤外線ランプにおける角形セラミックベースを提供するものである。
【０００９】
すなわち、直管形赤外線ランプは、ランプチューブの長手方向の両端部を角形状かつ扁平状にシールしてフイラメントを封入すると共に該シール部からフイラメントへ通電する通電エレメントを延出し、該延出した端部エレメントに電源と接続するリード線を接続し、前記のシール部と、端部エレメントとリード線の接続部とを角形セラミックベースで包囲する直管形赤外線ランプにおいて、互いに対峙する側壁板と上下壁板とによって形成されたランプチューブのシール部を収容するシール収容部を有する角形ベースと、上記のシール部をシール収容部に挿入するために角形ベースの一方の端面側に開口形成した開口部と、前記角形ベースの他方の端面側に形成されかつシール収容部に挿入したシール部から延出する通電エレメントを露呈せしめる切り欠き部と、上記切り欠き部方向に突出して設けられかつシール部がシール収容部に挿入される時その挿入方向への移動に関して一定以上挿入されることを規制するストッパ縁と、前記切り欠き部内で端部エレメントに接続されかつシール部の挿入方向と反対方向への移動に関して上記の切り欠き部によって形成された下壁板の縁部に当接して規制されるリード線と、前記シール収容部にシール部を収容した際、シール収容部内においてそのシール収容部の内周面とシール部の外周面との間に形成された隙間部と、とからなる前記の直管形赤外線ランプの角形セラミックベースに関する。
【００１０】
更に本発明は、ランプチューブ、そのシール部、シール部から延出された端部エレメント、前記シール部を収容する角形ベースのシール収容部が同一線上に配置されていて、その中心線と直交する方向に角形ベースに逆Ｌ字状の切り欠き部が形成され、該切り欠き部内において端部エレメントに対し、その中心線と直交してリード線が接続され、そして、上記の切り欠き部側に形成されかつシール部の挿入方向に関して一定以上の挿入を規制するストッパ縁が角形ベースの上壁板に形成され、かつまた、シール部の挿入方向と反対方向への移動に関して上記の切り欠き部によって形成された下壁板の縁部にリード線が当接して規制される直管形赤外線ランプの角形セラミックベースに関する。
【００１１】
更に本発明は、端部エレメントとリード線との接続が、シール部をシール収容部に収容した後に、角形ベースに開口形成された切り欠き部内において行われることからなる直管形赤外線ランプの角形セラミックベースに関する。
更に本発明は、角形ベースに対して、シール収容部に収容されるシール部の高さ方向に逆Ｌ字状をなす切り欠き部を形成し、それによって、角形ベースの上壁板と両側壁板とにより上記のシール部が案内される凹状の案内部が形成されてなる直管形赤外線ランプの角形セラミックベースに関する。
【００１２】
更に本発明は、直管形赤外線ランプの角形ベースをベースホルダーにセッテイングする際、ランプチューブとベースホルダーとの平行度に誤差が生じた時、該誤差はシール収容部の内周面とシール部の外周面との間に存在する隙間部によって吸収し、ランプチューブとベースホルダーとの相対的な平行度出しが自動的に調整され、ランプチューブには負荷が付与されないようにした直管形赤外線ランプの角形セラミックベースに関する。
【００１３】
更に本発明は、角形ベースのシール収容部とランプチューブのシール部の寸法関係は、シール収容部の全高がシール部の全高よりも若干高くなる関係に選定され、かつまた、シール収容部の全幅はシール部の全幅よりも若干幅広くなる関係に選定されていて、シール収容部にシール部が収容された時、それらの間に若干の隙間部が形成されることからなる直管形赤外線ランプの角形セラミックベースに関する。
【００１４】
更に本発明は、互いに対峙する側壁板と上下壁板とによって形成されたシール部を収容するシール収容部を有する角形ベースと、シール部をシール収容部に挿入するために角形ベースの一方の端面側に開口形成された開口部と、前記角形ベースの他方の端面側に形成されかつシール収容部に収容したシール部から延出する端部エレメントを露呈せしめる切り欠き部と、とを有する構造の角形ベースをセラミック材料により一体成型してなる直管形赤外線ランプの角形セラミックベースに関する。
【００１５】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
直管形赤外線ランプは符号１として図１及び図２には部分的に、かつ図１２にはセット状態の一例方法の全体が示してあり、該直管形赤外線ランプ１は棒形状の石英ガラス製ランプチューブ２と、その長手方向の両端部を密封したシール部３とを備えている（図９参照）。ランプチューブ２は常法のランプチューブ成型法に従ってその両端のシール部３を除いて中空円筒状に成型してある。
【００１６】
上記のランプチューブ２内には例えばタングステンコイルを、予め設計されたスパイラル密度に形成したフイラメント４がランプチューブ２の内周面に接触しないように支持リング（図示せず）を介して配設され、そして、常法にしたがいランプチューブ２の長手方向の両端部を角形状かつ扁平状にシールすることによって、通常のようにフイラメント４がランプチューブ２内に封入される。
【００１７】
上記シール部３には、ランプチューブ２に封入したフイラメント４の長手方向両端部における端部フィラメント５がそれぞれ配設され、該端部フイラメント５はシール部３に埋設した適宜大きさのモリブデン箔６の一端側に接続してある。モリブデン箔６の他端側には上記のシール部３に没入せしめた通電エレメント７の没入端部７ａが接続してあり、それと反対側はシール部３外へ延出させてある。この延出した端部エレメント７ｂは電源側と接続されるリード線８が例えば溶接などの手段で接続される。
【００１８】
上記の通電エレント７の端部エレメント７ｂとリード線８との接続は、ランプチューブ２のシール部３が角形ベース９のシール収容部１０に収容された後、切り欠き部１１内に完全に露呈した状態下で行われる。すなわち、角形ベース９に形成した切り欠き部１１が完全に開口されているため、切り欠き部１１内において端部エレメント７ｂとリード線８とを互いに角形ベース外から接触せしめ、その接触部分を目視しながら例えば溶接等の手段により溶着でき、その作業がやり易くかつ確実な接続が行える。
【００１９】
前記の角形ベース９は一体成型により成形されるため、極めて量産性に適した構造であり、かつ角形ベース自体の組立作業も不要となる。図４〜図７に示される一体構造の角形ベース９は、互いに対峙する側壁板１２、１３と上壁板１４と下壁板１５及び端壁板（またはストッパ縁）１６を有するほぼ直方体状に形成してある。角形ベース９の一方の端面側は開口部１７に形成され、該開口部１７からシール部３が挿入されて、側壁板１２、１３と上下壁板１４、１５とにより包囲されたシール収容部１０に収容される。角形ベース９の他方の端面側は上記のストッパ縁１５を残して側壁板１２、１３に逆Ｌ字状の切り欠きを下壁板１５まで入れる（図２参照）。
【００２０】
上記のようにして形成された切り欠き部１１は水平切り欠き部分１１ａと垂直切り欠き部分１１ｂを有し、全体として角形ベース９の他方の端面側に逆Ｌ字状をなす切り欠き部１１として形成される。水平切り欠き部分１１ａはシール部３がシール収容部１０に挿入されるとき、或いは挿入されて後、その挿入方向に移動される場合にガイドの役目を営む。また、垂直切り欠き部分１１ｂはシール部３から延出した通電エレント７の端部エレント７ｂが突出される。従って、切り欠き部１１内に端部エレメント７ｂが突出されて完全に露呈されるため、これにリード線８を接触させて、接触部を溶着する作業が容易となる。
【００２１】
角形ベース９とシール部３との寸法関係は、図３に示されるように、シール収容部１０の上下壁板１３、１４間の全高Ｈと、シール部３の上下端面間の全高ｈとはＨ＞ｈとなるように選定され、またシール収容部１０の側壁板１１、１２間の全幅Ｗとシール部３の両側面間の全幅ｗとはＷ＞ｗとなるようにそれぞれ選定してある。従って、シール部３をシール収容部１０に収容した時、シール収容部１０の内周面とシール部３の外周面との間に隙間部１８が形成され、シール部３がシール収容部１０内で自由に揺動され、ランプチューブに負荷される外力が吸収される。
【００２２】
前記のシール部３がシール収容部１０内で揺動される時、シール部３から延出させた通電エレメント７の端部エレメント７ｂもシール部３の揺動方向に追随して揺動される。この場合、端部エレント７ｂとリード線８との接続部も切り欠き部１１内で、前記の揺動方向に追随して揺動するため、ランプチューブ２に対して如何なる方向の外力が付与されても、結局においてランプチューブ２に加えられる外力は上記の揺動運動により逃がされる。
【００２３】
さて、ランプチューブ２と角形ベース９とのアッセンブリは、図９及び図１０に示すように、シール部３から延出した端部エレメント７ｂ側から角形ベース９の開口部１６へ差し込み、シール部３をシール収容部１０に押し込んで収容する。この場合、挿入深さはシール部３から延出せしめた端部エレント７ｂが、切り欠き部１１内に充分に突出されるまで行う。次に、切り欠き部１１内に突出された端部エレメント７ｂにリード線８を接触させ、該接触部を溶接等の手段で目視しながら溶着する。
【００２４】
図１０に示すようにシール部３がシール収容部１０に収容され、シール部３の全周が角形ベース９により包囲された時（図３参照）、シール収容部１０の全高Ｈとシール部３の全高ｈはＨ＞ｈの関係であり、かつまた、シール収容部１０の全幅Ｗとシール部３の全幅ｗとはＷ＞ｗの関係であるため、シール部３の外周面とシール収容部１０の内周面との間には若干の隙間部１８が形成される。また、端部エレント７ｂとリード線８との接続部は、切り欠き部１１内に図１０に示すように自由状態で配置されるため、シール部３の揺動に追随してリード線８の接続部も切り欠き部１７内で揺動する。
【００２５】
上記のように、シール収容部１０の内周面とシール部３の外周面との間に隙間部１８が形成される（図２及び図３参照）ため、シール部３の高さ方向、幅方向、長手方向および対角線方向のいずれの方向に外力が付与されたとしても、その外力はシール部３とシール収容部１０との間に形成された隙間部１８により吸収され、すなわち隙間部１８のいずれかの方向へシール部３が揺動することによって逃がされ、それに追随してリード線８も切り欠き部１７内で揺動されるため、ランプチューブ２は外力の影響を受けないことになる。
【００２６】
上記アッセンブリした直管形赤外線ランプ１を使用するには、図１１及び図１２に示すように、ランプチューブ２の長手方向の両端部に装着した角形ベース９を互いに他と対向して固定配置したベースホルダー２０に装着支持し、ランプチューブ２を被加工面から若干浮上せしめた状態で使用する。ベースホルダー２０はベース本体２１が固定ビス２２により被加工物近くの適宜の固定部材に予め固定される。ベース本体２１には対峙する一対の挟圧片２３、２４が設けてあり、その先端側は屈曲され、ばね性が高めてある。
【００２７】
上記の挟圧片２３、２４にはストッパ２５、２６が設けてあって、角形ベース９が装着時あるいは装着後において挟圧片２３、２４から外方へ突出しないように規制する。しかして、図１２に示すように角形ベース９を挟圧片２３、２４のばね力に抗して圧入保持させ、いわゆる直管形赤外線ランプのセッテイングを行えばよい。その際、ベースホルダー２０とランプチューブ２との間の平行度に誤差が生じても、その誤差はシール部３とシール収容部１０との間に形成される隙間部１８によって吸収されるため、ランプチューブ２には全く負荷がかからず、破損などのおそれはない。
【００２８】
上記の場合、端部エレメント７とリード線８との接続は、シール収容部１０にシール部３を挿入し、切り欠き部１１内に端部エレメント７ｂを突出させ、この切り欠き部１１内において溶着作業を目視しながら行うことがきるため、作業がやり易くかつ確実な接続が行える。更に、端部エレメント７ｂとリード線８との接続部は完全に開口された切り欠き部１１内に配置され、該接続部を含めシール部３が常に新鮮な空気によって冷却される。
【００２９】
従って、シール部３が温度上昇によりリークされることはなく、フイラメント４の焼き切れがなくランプ寿命を高めることができる。更に、ランプチューブと角形ベースとのアッセンブリは、固定剤、固定部品、固定器具などを用いる必要がないため、材料費の節減と工程の簡略化が可能となる。
なお、角形ベース９を挟圧片２３、２４間に圧入せしめると共にリード線８は角形ベース９の延長線上に外方へ折り曲げ、ベース本体２１の凹状溝２１ａ内に導出させ、電源側へ接続すればよい。
【００３０】
本発明の実施例において、ストッパ縁は角形ベースの上壁板に対して形成した場合を図示し、かつ説明したが、本発明は必ずしもこれのみに限定されず、使用形態に依存して下壁板、上壁板あるいは下壁板に対して形成することもでき、更にはその長さも適宜に選択することがき、要するに切り欠き部が完全に開口された形状であれば、如何なる形態であってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、角形ベースのシール収容部内において、そのシール収容部の内周面とシール部の外周面との間に誤差吸収用の隙間部を設けたから、ランプチューブとベースホルダー間の平行度に誤差が生じても、その誤差はシール部の周面に形成される隙間部で吸収されるいため、ランプチューブの破損防止が確実に実現される。従って、当該ランプの器具へのセット時、組立て時、使用時において、ランプ長手方向の寸法誤差に起因するランプチューブへの悪影響を防止できる。また、通電エレメントとリード線との接続は完全に開口された切り欠き部内で簡単かつ能率的に行える。更に、角形ベースは一体構造であるため、ベース自体の組立てが不要で、かつ量産性に優れ、更には切り欠き部は大気中に開口し冷却されるため、シール部が温度上昇によりリークされることはなく、ランプ寿命が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の直管形赤外線ランプの角形セラミックベースの一部分を拡大して示した斜視図である。
【図２】図１に示した直管形赤外線ランプの角形セラミックベースの拡大縦断面図（ただし、ランプチューブは断面にしていない）である。
【図３】角形ベース内においてランプチューブのシール部の全周面に形成される誤差吸収用の隙間部を説明するために図１のIII-III 線に沿って切断した拡大断面図である。
【図４】ランプチューブのシール部を角形ベースに挿し込むための開口部及びシール収容部を説明するための角形ベースの拡大縦断面図である。
【図５】端部エレメントとリード線とを接続する場所である切り欠き部を説明するために図４の下側から見た拡大底面図である。
【図６】ランプチューブのシール部を挿入するための開口部を説明するために図４の右側から見た拡大端面図である。
【図７】ランプチューブのシール部の挿入時あるいは挿入後に、シール部が必要以上挿入されることを阻止するためのストッパ縁を説明するために図４の左側から見た拡大端面図である。
【図８】一体成型されたセラミック製角形ベースを切り欠き部側から見た外観斜視図である。
【図９】フイラメントと接続される端部エレメントをシール部から延出させた直管形赤外線ランプの一部の拡大斜面図である。
【図１０】  ランプチューブのシール部を角形ベースのシール収容部に収容して、切り欠き部内に突出させた端部エレメントにリード線を接続した状態を切り欠き部の開口側から見た一部の底面図である。
【図１１】本発明の直管形赤外線ランプを使用に際して、その角形ベースをベースホルダーにセッテイングする状態を説明するための一部の使用説明図である。
【図１２】本発明の直管形赤外線ランプを使用に際して、その角形ベースをベースホルダーにセッテイングした状態の使用説明図である。
【符号の説明】
２  ランプチューブ
３  シール部
４  フイラメント
７  通電エレメント
８  リード線
９  角形ベース
１０  シール収容部
１１  切り欠き部
１２、１３  側壁板
１４、１５  上下壁板
１６  ストッパ縁
１７  開口部
１８  隙間部
【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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