(57)【要約】【課題】製造上のバラツキがあっても、フィン付受熱ブロックを、容易に且つ確実に嵌合することができる、ヒートシンク固定用部材を提供する。【解決手段】受熱ブロックの端部が嵌合される所定形状の嵌合孔部と、嵌合孔部の周辺部に設けられて、嵌合時に嵌合孔部を弾性的に拡大する拡径吸収部と、基板等に取り付けるための取り付け部を備えたヒートシンク固定用部材である。拡径吸収部は、概ね円形の嵌合孔部の外周部の一部が、外側に拡大して形成された円弧状切欠部からなっている。拡径吸収部は、概ね円形の嵌合孔部の外周部の一部に、外側に向かって形成されたスリットを備えていてもよい。拡径吸収部は、概ね円形の嵌合孔部の外側に、同心円の複数個の円弧状スリット部を備えていてもよい。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受熱ブロックの端部が嵌合される所定形状の嵌合孔部と、前記嵌合孔部の周辺部に設けられて、嵌合時に前記嵌合孔部を弾性的に拡大する拡径吸収部と、基板等に取り付けるための取り付け部を備えたヒートシンク固定用部材。
【請求項２】
前記拡径吸収部は、概ね円形の前記嵌合孔部の外周部の一部が、外側に拡大して形成された円弧状切欠部を備えている、請求項１に記載のヒートシンク固定用部材。
【請求項３】
前記拡径吸収部は、概ね円形の前記嵌合孔部の外周部の一部に、外側に向かって形成されたスリットを備えている、請求項１または２に記載のヒートシンク固定用部材。
【請求項４】
前記拡径吸収部は、概ね円形の前記嵌合孔部の外側に、同心円の複数個の円弧状スリット部を備えている、請求項１に記載のヒートシンク固定用部材。
【請求項５】
隣接する前記円弧状スリット部の間を連絡する連絡部が、円の中心に向かう線と平行である、請求項４に記載のヒートシンク固定用部材。
【請求項６】
隣接する前記円弧状スリット部の間を連絡する連絡部が、円の中心に向かう線と斜交している、請求項４に記載のヒートシンク固定用部材。
【請求項７】
円形の前記嵌合孔部の外側に施された、バネ機能を有する、同心円の絞り加工部を更に備えている、請求項３に記載のヒートシンク固定用部材。
【請求項８】
前記絞り加工は、基板側に凸状に形成された環状溝部からなっている、請求項７に記載のヒートシンク固定用部材。
【請求項９】
前記円弧状スリット部が前記スリットと連絡して形成されている、請求項４に記載のヒートシンク固定用部材。
【請求項１０】
隣接する前記スリットの間に、外側に拡大して形成された円弧状切欠部を更に備えている、請求項９に記載のヒートシンク固定用部材。
【請求項１１】
前記拡径吸収部は、前記嵌合孔部の外周部に形成されたフランジ構造であることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のヒートシンク固定用部材。
【請求項１２】
前記受熱ブロックが押出成型によって形成され、前記ヒートシンク固定用部材がプレス成型によって形成されている、請求項１から１０の何れか１項に記載のヒートシンク固定用部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱フィンを備えた受熱ブロックを基板等に固定するためのヒートシンク固定用部材、特に、半田付け等によって接合することなく、嵌合によって固定するヒートシンク固定用部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
パソコンのＣＰＵ、レーザ発光ダイオード、パワートランジスタ等の電気・電子機器に搭載されている半導体素子等の電子部品は、素子の密度が高くなり、素子が発生する熱が高くなり、効果的な冷却を施さないと、素子等が熱で破壊されてしまう。このため、冷却を要する電気・電子素子（以下、「被冷却素子」という）を冷却するための各種方法が適用されている。例えば、被冷却素子にヒートシンク等の冷却体を取り付けることによって、その被冷却素子を直接的に冷却する方法等が代表的に知られている。
【０００３】
被冷却素子に取り付ける冷却体として、例えば、銅材やアルミニウム材などの伝熱性に優れた材料の受熱ブロックに放熱フィンが形成され、ファン等によって空冷される。これら受熱ブロックは、基板等に固定部材を用いて固定される。
【０００４】
図１０は、従来のヒートシンク用固定部材１０１を説明する図である。図１０に示すように、押出成型によって製作される受熱ブロック１０２の端部を、打ち抜き加工等のプレス成型によって製作された固定部材１０１の孔部１０３に圧入し、圧入後、その周辺部分を半田付け等によって接合していた。受熱ブロック１０２は、その側面または上端部に、複数枚の薄板の放熱フィンが取り付けられる。通常、実験によると、例えばφ４０ｍｍの受熱ブロックがφ４０ｍｍの孔部の大きさよりも約０．１ｍｍ程度大きい場合に、適切に嵌合される。固定用部材には、基板等に取り付けるための取り付け部１０４が設けられている。
【特許文献１】特開２００７−２７３８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
受熱ブロックは、上述したように、押出成型によって形成されるので、製造誤差が大きく（例えば、φ４０ｍｍの場合±０．３ｍｍ）、一方、固定部材はプレス成型によって形成されるので、比較的誤差が小さい（例えば、φ４０ｍｍの場合±０．０５ｍｍ）。このような受熱ブロックの端部を、固定部材の孔部に圧入しようとすると、設計値に基づいて製造されても、製造上のバラツキによって、適切に嵌合することができないことがあった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、製造上のバラツキがあっても、フィン付受熱ブロックを、容易に且つ確実に嵌合することができる、ヒートシンク固定用部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者は上述した従来の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、固定用部材の嵌合孔部の周辺に、嵌合時に嵌合孔部を弾性的に拡大する拡径吸収部を設けると、たとえ製造上のバラツキがあっても、嵌合孔部が弾性的に拡大するので、容易に且つ確実に嵌合することができることが判明した。
【０００８】
更に、拡径吸収部は、概ね円形の嵌合孔部の外周部の一部が、外側に拡大して形成された円弧状切欠部、嵌合孔部３の外周部の一部に、外側に向かって形成されたスリット、嵌合孔部の外側に形成された、同心円の複数個の円弧状スリット部、嵌合孔部３の外周部に絞り加工によって形成された環状の突起部、または、これらの組み合わせによって、容易に形成することができることが判明した。この発明は上述した研究結果に基づいてなされたものである。
【０００９】
この発明のヒートシンク固定用部材の第１の態様は、受熱ブロックの端部が嵌合される所定形状の嵌合孔部と、前記嵌合孔部の周辺部に設けられて、嵌合時に前記嵌合孔部を弾性的に拡大する拡径吸収部と、基板等に取り付けるための取り付け部を備えたヒートシンク固定用部材である。
【００１０】
この発明のヒートシンク固定用部材の第２の態様は、前記拡径吸収部は、概ね円形の前記嵌合孔部の外周部の一部が、外側に拡大して形成された円弧状切欠部を備えている、ヒートシンク固定用部材である。
【００１１】
この発明のヒートシンク固定用部材の第３の態様は、前記拡径吸収部は、円形の前記嵌合孔部の外周部の一部に、外側に向かって形成されたスリットを備えている、ヒートシンク固定用部材である。
【００１２】
この発明のヒートシンク固定用部材の第４の態様は、前記拡径吸収部は、円形の前記嵌合孔部の外側に、同心円の複数個の円弧状スリット部を備えている、ヒートシンク固定用部材である。
【００１３】
この発明のヒートシンク固定用部材の第５の態様は、隣接する前記円弧状スリット部の間を連絡する連絡部が、円の中心に向かう線と平行である、ヒートシンク固定用部材である。
【００１４】
この発明のヒートシンク固定用部材の第６の態様は、隣接する前記円弧状スリット部の間を連絡する連絡部が、円の中心に向かう線と斜交している、ヒートシンク固定用部材である。
【００１５】
この発明のヒートシンク固定用部材の第７の態様は、円形の前記嵌合孔部の外側に施された、バネ機能を有する、同心円の絞り加工部を更に備えている、ヒートシンク固定用部材である。
【００１６】
この発明のヒートシンク固定用部材の第８の態様は、前記絞り加工は、基板側に凸状に形成された環状溝部からなっている、ヒートシンク固定用部材である。
【００１７】
この発明のヒートシンク固定用部材の第９の態様は、前記円弧状スリット部が前記スリットと連絡して形成されている、ヒートシンク固定用部材である。
【００１８】
この発明のヒートシンク固定用部材の第１０の態様は、隣接する前記スリットの間に、外側に拡大して形成された円弧状切欠部を更に備えている、ヒートシンク固定用部材である。
【００１９】
この発明のヒートシンク固定用部材の第１１の態様は、前記拡径吸収部は、前記嵌合孔部の外周部に形成されたフランジ構造であることを特徴とする、ヒートシンク固定用部材である。
【００２０】
この発明のヒートシンク固定用部材の第１２の態様は、前記受熱ブロックが押出成型によって形成され、前記ヒートシンク固定用部材がプレス成型によって形成されている、ヒートシンク固定用部材である。
【発明の効果】
【００２１】
この発明のヒートシンク固定用部材によると、受熱ブロックの端部が嵌合される所定形状の嵌合孔部の周辺部に、嵌合時に嵌合孔部を弾性的に拡大する拡径吸収部が設けられているので、拡径吸収部がバネ構造をもたらし、受熱ブロックの端部の寸法およびヒートシンク固定用部材の寸法にバラツキがあっても、容易に且つ確実に嵌合することができる。
【００２２】
上述した拡径吸収部は、概ね円形の嵌合孔部の外周部の一部が、外側に拡大して形成された円弧状切欠部、嵌合孔部３の外周部の一部に、外側に向かって形成されたスリット、嵌合孔部の外側に形成された、同心円の複数個の円弧状スリット部、嵌合孔部３の外周部に絞り加工によって形成された環状の突起部、または、これらの組み合わせで形成されているので、軽易に拡径吸収部を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明のヒートシンク固定用部材の各種態様について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
この発明のヒートシンク固定用部材の１つの態様は、受熱ブロックの端部が嵌合される所定形状の嵌合孔部と、嵌合孔部の周辺部に設けられて、嵌合時に嵌合孔部を弾性的に拡大する拡径吸収部と、基板等に取り付けるための取り付け部を備えたヒートシンク固定用部材である。
【００２５】
即ち、ヒートシンク固定用部材は、基板等に取り付けられる取り付け部を備えた脚部と、受熱ブロックの端部が嵌合される嵌合孔部を備えた本体とからなっている。受熱ブロックは、円柱形状、多角柱形状等各種形状（断面形状が丸、楕円、四角、ひし形等）の金属ブロックからなっており、通常、受熱ブロックの側面に、水平方向、または、垂直方向に複数の薄板状の放熱フィンが取り付けられる。ヒートシンク固定用部材は、熱伝導性に優れた金属、例えば、銅、アルミニウム等を、打ち抜き加工等のプレス成型によって、製作している。更に好ましくは、機械特性を優先する場合は鋼材等をプレス成型することによって製作することができる。通常、φ４０ｍｍの嵌合孔部を製作する場合の誤差は、±０．０５ｍｍ程度である。
【００２６】
図１は、この発明のヒートシンク固定用部材の１つの態様の、本体を説明する図である。図１に示すように、ヒートシンク固定用部材の本体２には、嵌合孔部３が設けられ、嵌合孔部３の周辺部４に、嵌合時に嵌合孔部を弾性的に拡大する拡径吸収部５が設けられている。
【００２７】
図１に示す態様では、拡径吸収部は、概ね円形の嵌合孔部３の外周部４の一部が、外側に拡大して形成された円弧状切欠部１５からなっている。概ね円柱状の受熱ブロックの端部が嵌合孔部３に圧入されると、隣接する２つの円弧状切欠部１５の間の嵌合孔部３の外周部４が、弾性変形し、外径が拡大する。その結果、受熱ブロックの端部の寸法およびヒートシンク固定用部材の寸法にバラツキがあっても、容易に且つ確実に嵌合することができる。
【００２８】
このように、嵌合孔部３の一部、例えば、外周部の対角線上の一部に、外側に拡大して形成された円弧状切欠部１５を設けるだけで、嵌合時に嵌合孔部を弾性的に拡大する拡径吸収部が得られる。なお、外側に拡大して形成された円弧状切欠部１５の代わりに、概ね円形の嵌合孔部３の外周部の一部に、外側に向かって形成されたスリットを形成してもよい。
【００２９】
この場合も、概ね円柱状の受熱ブロックの端部が嵌合孔部３に圧入されると、隣接する２つのスリットの間の嵌合孔部３の外周部４が、弾力性を発揮して、嵌合孔部３の外径が拡大する。その結果、受熱ブロックの端部の寸法およびヒートシンク固定用部材の寸法にバラツキがあっても、容易に且つ確実に嵌合することができる。
【００３０】
図２は、この発明のヒートシンク固定用部材の他の１つの態様の、本体を説明する図である。図２に示すように、ヒートシンク固定用部材の本体２には、嵌合孔部３が設けられ、嵌合孔部３の周辺部４に、嵌合時に嵌合孔部を弾性的に拡大する拡径吸収部５が設けられている。この態様では、拡径吸収部５は、概ね円形の嵌合孔部の外側に、同心円の複数個の円弧状スリット部６を備えている。即ち、嵌合孔部の外側に形成された複数の円弧状スリット部６の隣接する円弧状スリット部６の間を連絡する連絡部７が設けられており、連絡部７の両端部１６は、円の中心に向かう線と概ね平行である。
【００３１】
このように、嵌合孔部の外側に複数の円弧状スリット部を設け、隣接する円弧状スリット部を連絡する連絡部を設けることによって、円弧状スリット部６と嵌合孔部３の間に形成された、嵌合孔部３の外周部が連絡部に支持されてバネ機能を発揮して、嵌合孔部３の外径が拡大する。その結果、受熱ブロックの端部の寸法およびヒートシンク固定用部材の寸法にバラツキがあっても、容易に且つ確実に嵌合することができる。
【００３２】
図３は、この発明のヒートシンク固定用部材の他の１つの態様の、本体を説明する図である。図３に示すように、ヒートシンク固定用部材の本体２には、嵌合孔部３が設けられ、嵌合孔部３の周辺部４に、嵌合時に嵌合孔部を弾性的に拡大する拡径吸収部５が設けられている。この態様では、図２を参照して説明したように、拡径吸収部５は、概ね円形の嵌合孔部の外側に、同心円の複数個の円弧状スリット部６を備えている。
【００３３】
この態様では、円弧状スリット部を連絡する連絡部７の数が異なっている。円弧状スリット部６と嵌合孔部３の間に形成された、嵌合孔部３の外周部の大きさ（即ち、幅）、および、円弧状スリット部を連絡する連絡部の数を適宜調節することによって、ヒートシンク固定用部材の弾力性を高めることができる。
【００３４】
図４は、この発明のヒートシンク固定用部材の他の１つの態様の、本体を説明する図である。図４に示すように、ヒートシンク固定用部材の本体２には、嵌合孔部３が設けられ、嵌合孔部３の周辺部４に、嵌合時に嵌合孔部を弾性的に拡大する拡径吸収部５が設けられている。この態様では、図２、３を参照して説明したように、拡径吸収部５は、概ね円形の嵌合孔部の外側に、同心円の複数個の円弧状スリット部６を備えている。この態様では、円弧状スリット部を連絡する連絡部の形状が異なっている。
【００３５】
即ち、隣接する円弧状スリット部６の間を連絡する連絡部７の両側部に沿った線が、円の中心に向かう線と斜交している。円弧状スリット部６と嵌合孔部３の間に形成された、嵌合孔部３の外周部の大きさ（即ち、幅）、および、円弧状スリット部を連絡する連絡部の数、更に、連絡部の形状を調節することによって、ヒートシンク固定用部材の弾力性を高めることができる。
【００３６】
図５は、この発明のヒートシンク固定用部材の他の１つの態様を説明する斜視図である。図５に示すように、ヒートシンク固定用部材１は、受熱ブロックの端部が嵌合される所定形状の嵌合孔部３と、嵌合孔部３の周辺部に設けられて、嵌合時に嵌合孔部３を弾性的に拡大する拡径吸収部５と、基板等に取り付けるための取り付け部９を備えている。即ち、ヒートシンク固定用部材１は、（図示しない）基板等に取り付けられる取り付け部９を備えた脚部８と、受熱ブロックの端部が嵌合される嵌合孔部３を備えた本体２とからなっている。
【００３７】
この態様においては、嵌合時に嵌合孔部３を弾性的に拡大する拡径吸収部５は、嵌合孔部３の外周部に設けられた環状の突起部１１と、概ね円形の嵌合孔部３の外周部の一部に、外側に向かって形成されたスリット１０との組み合わせからなっている。即ち、概ね円形の嵌合孔部３の外側に施された、バネ機能を有する、同心円の絞り加工部１１を備えている。絞り加工部１１は、上述した環状の突起部からなっている。
【００３８】
図６は、絞り加工部を説明する図５のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図６に示すように、絞り加工部１１は、概ね円形の嵌合孔部３の周辺部４に施されている。絞り加工部１１は、例えば、基板と反対側に向かって突出する環状の凸部からなっている。環状の凸部は、概ね円形の嵌合孔部３と同心円からなっている。
【００３９】
このように形成された絞り加工部１１によって、図６の上方から受熱ブロックの端部が嵌合孔部３に圧入された場合、概ね円形の嵌合孔部３の周辺部４が下方に押され、その際に、隣接するスリット１０の間に位置する絞り加工部１１の環状溝部が弾力性を備えて、変形を吸収して、バネの機能を果たす。
【００４０】
図７は、この発明のヒートシンク固定用部材の他の１つの態様を説明する斜視図である。図７に示すように、ヒートシンク固定用部材１は、受熱ブロックの端部が嵌合される所定形状の嵌合孔部３と、嵌合孔部３の周辺部に設けられて、嵌合時に嵌合孔部３を弾性的に拡大する拡径吸収部５と、基板等に取り付けるための取り付け部９を備えている。即ち、ヒートシンク固定用部材１は、（図示しない）基板等に取り付けられる取り付け部９を備えた脚部８と、受熱ブロックの端部が嵌合される嵌合孔部３を備えた本体２とからなっている。
【００４１】
この態様においては、嵌合時に嵌合孔部３を弾性的に拡大する拡径吸収部５は、概ね円形の嵌合孔部３の外周部に形成された、同心円の複数個の円弧状スリット部６と、概ね円形の嵌合孔部３の外周部の一部に、外側に向かって形成されたスリット１０と、概ね円形の嵌合孔部３の外周部４の一部が、外側に拡大して形成された円弧状切欠部５との組み合わせからなっている。
【００４２】
即ち、概ね円形の嵌合孔部３の外周部に形成された、同心円の複数個の円弧状スリット部６の概ね中央部に、円弧状スリット部６と嵌合孔部３とを連絡するようにスリット１０が設けられている。このように、本体２に形成された円弧状スリット部６およびスリット１０の組み合わせによって、バネ構造をもたせている。
【００４３】
図８は、図７に示したヒートシンク固定用部材の本体の詳細を説明する平面図である。上述したように、ヒートシンク固定用部材の本体２には、嵌合孔部３が設けられ、嵌合孔部３の周辺部４に、嵌合時に嵌合孔部を弾性的に拡大する拡径吸収部５が設けられている。更に、概ね円形の嵌合孔部３の外周部に外側に向かって形成されたスリット１０の間に、概ね円形の嵌合孔部３の外周部４の一部が、外側に拡大して形成された円弧状切欠部１５が形成されている。
【００４４】
即ち、嵌合孔部３の外周部４の一部が、外側に拡大して形成された円弧状切欠部１５によって、嵌合孔部３に圧入される受熱ブロックの端部と、嵌合孔部３との間に空間が存在して、受熱ブロックの端部の嵌合孔部３への圧入を容易にする。更に、円弧状切欠部１５は、径の大きな円柱状の受熱ブロックを、嵌合孔部３に圧入すると、図８に○印で示す部分を、矢印の方向に受熱ブロックが押し、スリット部分のみで変形を吸収する機能を備えている。一方で、上述したように、本体２に形成された円弧状スリット部６およびスリット１０の組み合わせによって、バネ構造をもたせている。
【００４５】
図９は、ヒートシンク固定用部材１の本体２に形成された嵌合孔部３へ圧入される受熱ブロックの端部の形状を説明する断面図である。図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、受熱ブロックの端部にテーパー部を設けている。図９（ａ）は、曲線状のテーパー部を設けた例を示す。図９（ｂ）は、直線状のテーパー部を設けた例を示す。何れの場合も、ヒートシンク固定用部材１の本体２に形成された嵌合孔部３への、受熱ブロックの端部の圧入を容易にする。
【００４６】
なお、上述した各態様において、嵌合孔部３の周辺部に、バーリング加工を施すと、受熱ブロックの端部が圧入される際に、バーリング加工部が広がり、固定用部材の嵌合孔部３の拡大が容易になる。即ち、バーリング加工を施した部分のＲ部（曲がり部）が径の拡大を吸収する。更に、このように形成したバーリング加工部およびその周辺部に、図５を参照して説明したような、外側に向かって形成されたスリットを形成すると、スリットによって分割された部分が広がり易くなり、嵌合孔部３の拡大が一層容易になる。更に、このように形成されたバーリング加工部に、図７を参照して説明したようなＴ型スリット（符号１０、および６で示すスリットが一体的に形成されている）を設けると、バネ構造が付加される。
【００４７】
この発明によると、製造上のバラツキがあっても、フィン付受熱ブロックを、容易に且つ確実に嵌合することができる、ヒートシンク固定用部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、この発明のヒートシンク固定用部材の１つの態様の、本体を説明する図である。
【図２】図２は、この発明のヒートシンク固定用部材の他の１つの態様の、本体を説明する図である。
【図３】図３は、この発明のヒートシンク固定用部材の他の１つの態様の、本体を説明する図である。
【図４】図４は、この発明のヒートシンク固定用部材の他の１つの態様の、本体を説明する図である。
【図５】図５は、この発明のヒートシンク固定用部材の他の１つの態様を説明する斜視図である。
【図６】図６は、絞り加工部を説明する図５のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図７】図７は、この発明のヒートシンク固定用部材の他の１つの態様を説明する斜視図である。
【図８】図８は、図７に示したヒートシンク固定用部材の本体の詳細を説明する平面図である。
【図９】図９は、ヒートシンク固定用部材１の本体２に形成された嵌合孔部３へ圧入される受熱ブロックの端部の形状を説明する断面図である。
【図１０】図１０は、従来のヒートシンク用固定部材を説明する図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  ヒートシンク固定用部材
２  ヒートシンク固定用部材の本体
３  嵌合孔部
４  嵌合孔部の外周部
５  円弧状切欠部
６  円弧状スリット部
７  連絡部
８  脚部
９  取り付け部
１０  スリット
１１  絞り加工部
１２  受熱ブロックの端部の曲線状のテーパー部
１３  受熱ブロックの端部の直線状のテーパー部
１５  円弧状切欠部
１６  連絡部の両端部
１０１  従来のヒートシンク用固定部材
１０２  受熱ブロック
１０３  孔部
１０４  取り付け部
【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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