(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電源と電気的に接続可能な口金を有する基体と；
この基体に取付けられた蛍光ランプと；
前記基体に支持された回路基板を有し、この回路基板には前記口金を介して供給された商用交流電源を直流化しスイッチ素子の発振により高周波電力を前記蛍光ランプに出力するインバータが実装され、前記スイッチ素子が蛍光ランプに対向している回路基板の一面側に配設されるとともに前記スイッチ素子が配設された部位の他面側に発熱部品が配設されて構成される高周波点灯装置と；
を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【請求項２】
商用交流電源と電気的に接続可能な口金を有する基体と；
この基体に取付けられた蛍光ランプと；
前記基体に支持された回路基板を有し、この回路基板には前記口金を介して供給された商用交流電源を直流化しスイッチ素子の発振により高周波電力を前記蛍光ランプに出力するインバータが実装され、前記スイッチ素子が回路基板の一面側に配設されるとともに前記スイッチ素子が配設された部位の他面側に商用交流電源を直流化する整流回路とスイッチ素子との間に直列に接続されたインダクタ素子または抵抗素子からなる発熱部品が配設されて構成される高周波点灯装置と；
を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【請求項３】
商用交流電源と電気的に接続可能な口金を有する基体と；
この基体に取付けられた蛍光ランプと；
前記基体に支持された板厚が０．５〜１．０ｍｍの回路基板を有し、この回路基板には前記口金を介して供給された商用交流電源を直流化しスイッチ素子の発振により高周波電力を前記蛍光ランプに出力するインバータが実装され、前記スイッチ素子が回路基板の一面側に配設されるとともに前記スイッチ素子が配設された部位の他面側に発熱部品が配設されて構成される高周波点灯装置と；
を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか一記載の電球形蛍光ランプと；
この電球形蛍光ランプを収容する照明器具本体と；
を具備していることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電球形蛍光ランプおよび照明器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波点灯回路を用いた電球形蛍光ランプは、蛍光ランプが寿命末期になった状態で点灯し続けると、電極近傍のバルブ温度が過度に上昇し、周辺部品の損傷を招くという問題がある。このため、一般的には、電源入力部にヒューズを介挿して、蛍光ランプの寿命末期時に入力電流が増加するとヒューズを遮断させて部品が損傷することを防止している。例えば、特開平２−１６２７００号公報に開示されている電球形蛍光ランプの高周波点灯装置は、図６に示すように、商用交流電源Ｖｓを整流器２１で整流した後平滑する平滑用コンデンサ２２とＭＯＳ形電界効果トランジスタ２４の間に温度ヒューズ２３を介挿している。そして、温度ヒューズ２３は、図７に示すように、ＭＯＳ形電界効果トランジスタ２４の放熱板２４ａとＭＯＳ形電界効果トランジスタ２５の放熱板２５ａとの間に挟持され両方のＭＯＳ形電界効果トランジスタ２４，２５と熱的結合されて、回路基板２６に配置されている。そして、蛍光ランプ２７が寿命末期になったり、高周波点灯装置２０の動作に異常が発生したりしてランプ電流が増大する事態となると、高周波点灯装置２０の回路部品が異常発熱するようになる。特に、ＭＯＳ形電界効果トランジスタ２４，２５には大きなランプ電流が流れるのでその発熱が極めて大きくなる。こうして、放熱板２４ａ，２５ａには大きな熱が放出され、その結果、温度ヒューズ２３は短時間のうちに溶断される。温度ヒューズ２３が溶断されると、インバータ回路２８の動作は停止され、蛍光ランプ２７は付勢されない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の電球形蛍光ランプは、ＭＯＳ形電界効果トランジスタ２４，２５からの熱を温度ヒューズ２３で直接受けるので、蛍光ランプ２７の寿命末期時に、インバータ回路２８の動作の停止を短時間で行なうことができるものである。しかしながら、上記従来技術の電球形蛍光ランプは温度ヒューズ２３を備えるので、部品点数が増え、また、温度ヒューズ２３を放熱板２４ａ，２５ａで挟持するように回路基板２６に配置するので、部品の組み立てに時間を要し、その結果、製品コストが上昇するという欠点がある。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、主に蛍光ランプの寿命末期時に、簡単な構成によってインバータ回路の発振動作を停止させることのできる電球形蛍光ランプおよび照明器具を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の電球形蛍光ランプの発明は、商用交流電源と電気的に接続可能な口金を有する基体と；この基体に取付けられた蛍光ランプと；前記基体に支持された回路基板を有し、この回路基板には前記口金を介して供給された商用交流電源を直流化しスイッチ素子の発振により高周波電力を前記蛍光ランプに出力するインバータが実装され、前記スイッチ素子が蛍光ランプに対向している回路基板の一面側に配設されるとともに前記スイッチ素子が配設された部位の他面側に発熱部品が配設されて構成される高周波点灯装置と；を具備していることを特徴とする。
【０００６】
本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り用語の定義および技術的意味は次のとおりとする。
【０００７】
蛍光ランプは、Ｕ字形、鞍形など屈曲した形状のランプであり、管径、長さ、電力、種類などは問わない。
【０００８】
スイッチ素子は、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタなどオンオフ動作をしてインバータを構成するものであればよく、個数は問わない。
【０００９】
スイッチ素子が配設された部位とは、回路基板の一面側に配設されたスイッチ素子の回路基板上に占める場所、すなわち、スイッチ素子を回路基板上に回路基板に対して垂直方向より投影したときに投影された範囲であるが、発熱部品がスイッチ素子に熱的作用を与えれば、その近傍を許容する。
【００１０】
発熱部品とは、ランプ電力の上昇に伴って発熱量も上昇するものであり、高周波点灯装置の回路部品の一部を構成しているものである。したがって、インバータがハーフブリッジ形であるなど、スイッチ素子が複数であるときは、その一個を発熱部品とすることを許容する。
【００１１】
スイッチ素子は発熱部品が異常発熱したときに、発熱部品より熱的影響を受けるように回路基板に配設されていればよく、敢えて回路基板に密接または近接して配設させる必要はない。
【００１２】
スイッチ素子は、蛍光ランプに対向して配設されているので、蛍光ランプからの熱作用も受けて熱破壊しやすい。
【００１３】
電球形蛍光ランプは、商用交流電源より口金を介して給電される。インバータのスイッチ素子は発振して高周波電力を蛍光ランプに出力し、蛍光ランプが点灯する。蛍光ランプが寿命末期となったり、インバータが異常動作をすると、入力電流が増加して発熱部品の発熱が大きくなり、また、スイッチ素子の発熱も大きくなる。スイッチ素子は自己の発熱に加え、発熱部品および蛍光ランプからの熱作用により、短時間内に熱破壊される。その結果、インバータは発振を停止し、蛍光ランプは消灯する。
【００１４】
高周波点灯装置は、回路基板の一面側に配設されたスイッチ素子の部位の他面側に発熱部品を配設し、スイッチ素子が蛍光ランプに対向するように構成されているので、スイッチ素子が発熱部品および蛍光ランプからの熱作用を受けやすい。その結果、蛍光ランプが寿命末期となったり、インバータが異常動作をするときに、直ちにスイッチ素子を熱破壊させてインバータを停止させることができる。
【００１５】
請求項２に記載の電球形蛍光ランプの発明は、商用交流電源と電気的に接続可能な口金を有する基体と；この基体に取付けられた蛍光ランプと；前記基体に支持された回路基板を有し、この回路基板には前記口金を介して供給された商用交流電源を直流化しスイッチ素子の発振により高周波電力を前記蛍光ランプに出力するインバータが実装され、前記スイッチ素子が回路基板の一面側に配設されるとともに前記スイッチ素子が配設された部位の他面側に商用交流電源を直流化する整流回路とスイッチ素子との間に直列に接続されたインダクタ素子または抵抗素子からなる発熱部品が配設されて構成される高周波点灯装置と；を具備していることを特徴とする。
【００１６】
インダクタ素子または抵抗素子は、突入電流防止用の素子であり、寿命末期時、入力電流の増加に伴い大きく発熱する。
【００１７】
蛍光ランプの寿命末期やインバータの異常動作などによって、入力電流の増加に伴い大きく発熱する発熱部品であるので、スイッチ素子に熱作用してスイッチ素子を直ちに熱破壊させることができる。
【００１８】
請求項３に記載の電球形蛍光ランプの発明は、商用交流電源と電気的に接続可能な口金を有する基体と；この基体に取付けられた蛍光ランプと；前記基体に支持された板厚が０．５〜１．０ｍｍの回路基板を有し、この回路基板には前記口金を介して供給された商用交流電源を直流化しスイッチ素子の発振により高周波電力を前記蛍光ランプに出力するインバータが実装され、前記スイッチ素子が回路基板の一面側に配設されるとともに前記スイッチ素子が配設された部位の他面側に発熱部品が配設されて構成される高周波点灯装置と；を具備していることを特徴とする。
【００１９】
回路基板の板厚が０．５ｍｍ未満であると、回路基板の機械的強度が小さくて実用的でないとともに、部品を両面実装する回路基板であると両面間の耐電圧特性が低下してしまう。また、回路基板の板厚が１．０ｍｍを超えると、スイッチ素子に回路基板を介して発熱部品からの熱が良好に伝わらないとともに、高周波点灯装置の高さ寸法が大きくなり、基体内に高周波点灯装置を収容するには基体を大きくする必要が生じ、その結果、電球形蛍光ランプが大型になる。したがって、回路基板の板厚を０．５〜１．０ｍｍとする。
【００２０】
回路基板の板厚が０．５〜１．０ｍｍであるので、発熱部品がスイッチ素子に効果的に熱作用することができるとともに高周波点灯装置の高さ寸法を小さくでき、電球形蛍光ランプを小形にできる。
【００２１】
請求項４に記載の照明器具の発明は、請求項１ないし３いずれか一記載の電球形蛍光ランプと；この電球形蛍光ランプを収容する照明器具本体と；を具備している。
【００２２】
請求項１ないし３記載の作用、効果を有する照明器具を提供できる。
【００２３】
【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を説明する。
【００２４】
図１は本発明の第１の実施形態を示す電球形蛍光ランプの一部切り欠き断面図、図２は、電球形蛍光ランプの点灯装置の回路図である。
【００２５】
図１に示す電球形蛍光ランプ１は、蛍光ランプ２、基体３および点灯装置４などから構成されている。蛍光ランプ２は、Ｕ字形に屈曲された発光部２ｃを形成して、内部にアルゴンガス等の不活性ガスを封入し、両端部２ａ，２ｂには図示しない電極が封装されている。基体３はＰＢＴ樹脂などの耐熱性合成樹脂で形成され、一端３ａには商用交流電源と電気的に接続可能なねじ込み形の口金５が取着され、その他端３ｂに蛍光ランプ２が樹脂等を用いて固着されている。基体３の内部には基体３に支持された回路基板６を有し、この回路基板６にスイッチ素子Ｑ１を有して構成されたインバータ７が実装された点灯装置としての高周波点灯装置４が収容されている。回路基板６は板厚が０．５〜１．０ｍｍであるガラスエポキシ材で形成され、インバータ７を構成するスイッチ素子Ｑ１の一個を一面側（下面側）に配設するとともにスイッチ素子Ｑ１が配設された部位の他面側（上面側）に発熱部品としての抵抗素子Ｒ１を配設している。スイッチ素子Ｑ１を回路基板６の下面側に配設した結果、スイッチ素子Ｑ１は蛍光ランプ２に対向し、蛍光ランプ２からの熱作用を受けやすい。高周波点灯装置４は、口金５および蛍光ランプ２と電気的に図示しないリード線で接続されている。インバータ７には、口金５を介して供給された商用交流電源を直流化した電源が入力される。そして、スイッチ素子Ｑ１の発振により高周波電力を蛍光ランプ２に出力して蛍光ランプ２を点灯させ、スイッチ素子Ｑ１の破壊によって動作を停止するように構成されている。なお、口金５は差し込み形であってもよい。
【００２６】
次に、図２に示す上記高周波点灯装置４について述べる。
【００２７】
高周波点灯装置４は、商用交流電源ＶｓにヒューズＦ１を介してコンデンサＣ１が接続され、さらに、インダクタＬ１を介して全波整流器Ｒｅｃ１の入力端子が接続されている。コンデンサＣ１およびインダクタＬ１は、ノイズフィルターを構成する。全波整流器Ｒｅｃ１の出力端子には抵抗Ｒ１を介して平滑用コンデンサＣ２が接続されて直流電源を構成している。抵抗Ｒ１は突入電流防止用の素子であり、この抵抗Ｒ１はインダクタであってもよい。平滑用コンデンサＣ２には、インスタントスタート方式のハーフブリッジ型のインバータ回路７が接続されている。
【００２８】
インバータ回路７は、平滑用コンデンサＣ２の両端にスイッチ素子であるＭＯＳ型のＮチャネル電界効果トランジスタＱ１およびＭＯＳ型のＰチャネル電界効果トランジスタＱ２の直列回路を接続している。そして、電界効果トランジスタＱ２のドレイン、ソース間には、バラストチョークＬ２および直流カット用コンデンサＣ３を介して蛍光ランプ２のフィラメント２ｄ，２ｅの一端が接続され、フィラメント２ｄの一端とフィラメント２ｅの他端間には予熱用コンデンサＣ４が接続されている。
【００２９】
また、抵抗Ｒ１および平滑用コンデンサＣ２の接続点ａと電界効果トランジスタＱ１のゲートおよび電界効果トランジスタＱ２のゲートとの間には、起動回路８を構成する起動用抵抗Ｒ２が接続され、これら電界効果トランジスタＱ１のゲートおよび電界効果トランジスタＱ２のゲートと電界効果トランジスタＱ１および電界効果トランジスタＱ２の接続点ｂとの間に、コンデンサＣ５およびコンデンサＣ６の直列回路が接続され、これらコンデンサＣ５および制御手段としての制御回路９のコンデンサＣ６の直列回路に対して並列に電界効果トランジスタＱ１および電界効果トランジスタＱ２のゲートを保護するためのツェナーダイオードＺＤ１およびツェナーダイオードＺＤ２の直列回路が接続されている。また、バラストチョークＬ２には二次巻線Ｌ３が磁気的に接続され、この二次巻線Ｌ３にはインダクタＬ４およびコンデンサＣ６の共振回路１０が接続されている。さらに、コンデンサＣ５およびインダクタＬ４の直列回路に対して並列に起動回路８の抵抗Ｒ３が接続されている。さらに、電界効果トランジスタＱ２のドレイン、ソース間には、起動回路８の抵抗Ｒ４およびスイッチング改善用コンデンサＣ７の並列回路が接続されている。
【００３０】
上記高周波点灯装置４の商用交流電源Ｖｓおよび蛍光ランプ２を除く各部品は、回路基板６に実装されている。Ｎチャネル電界効果トランジスタＱ１を回路基板６の一面側に実装し、Ｎチャネル電界効果トランジスタＱ１が実装された部位の他面側に突入電流防止用抵抗Ｒ１を実装するとともに、他面側にその他の部品を実装している。
【００３１】
なお、蛍光ランプ２は、フィラメント２ｄを片側予熱としているが、両側予熱方式のランプであってもよいものである。また、回路基板６の一面側に実装するスイッチ素子は、Ｐチャネル電界効果トランジスタＱ２であってもよい。
【００３２】
次に、第１の実施形態の作用について述べる。
【００３３】
高周波点灯装置４に電源が投入されると、商用交流電源Ｖｓの交流電圧を全波整流器Ｒｅｃ１で全波整流し、平滑用コンデンサＣ２で平滑する。そして、抵抗Ｒ２を介してＮチャネル電界効果トランジスタＱ１のゲートに電圧が印加され、電界効果トランジスタＱ１がオンし、バラストチョークＬ２を介して蛍光ランプ２に電圧が印加される。そして、バラストチョークＬ２の二次巻線Ｌ３に電圧が誘起され、制御回路９のインダクタＬ４およびコンデンサＣ６が固有共振して電界効果トランジスタＱ１および電界効果トランジスタＱ２のゲートに交互に電圧が印加され、電界効果トランジスタＱ１および電界効果トランジスタＱ２が交互にオンオフして、蛍光ランプ２を点灯させる。蛍光ランプ２が正常に点灯しているとき、電界効果トランジスタＱ１，Ｑ２および抵抗Ｒ２は発熱しているが、この発熱は、電界効果トランジスタＱ１，Ｑ２が熱破壊する程のものではない。
【００３４】
蛍光ランプ２が寿命末期となって半波放電すると、ランプ電圧が上昇するとともに半波放電による非対称直流が２石でハーフブリッジを形成したインバータ回路７のＮチャネル電界効果トランジスタＱ１およびＰチャネル電界効果トランジスタＱ２に流れるようになる。そして、Ｎチャネル電界効果トランジスタＱ１およびＰチャネル電界効果トランジスタＱ２に流れるドレイン電流とＮチャネル電界効果トランジスタＱ１およびＰチャネル電界効果トランジスタＱ２のオンオフのタイミングがずれ、Ｎチャネル電界効果トランジスタＱ１およびＰチャネル電界効果トランジスタＱ２にストレスがかかり発熱する。蛍光ランプ２の寿命の進行とともに非対称電流は大きくなり、Ｎチャネル電界効果トランジスタＱ１およびＰチャネル電界効果トランジスタＱ２の発熱がより大きくなる。一方、抵抗Ｒ１に流れる入力電流も、蛍光ランプ２の寿命の進行とともに増加し、抵抗Ｒ１の発熱が大きくなる。Ｎチャネル電界効果トランジスタＱ１は、自己の発熱と抵抗Ｒ１の発熱および蛍光ランプ２の発熱による熱作用により、ついに熱破壊される。その結果、インバータ回路７は発振を停止し、蛍光ランプ２は消灯する。
【００３５】
回路基板６の一面側（下面側）に配設されたＮチャネル電界効果トランジスタＱ１の部位の他面側（上面側）に抵抗Ｒ１を配設しているので、Ｎチャネル電界効果トランジスタＱ１は抵抗Ｒ１からの熱作用を受けやすい。加えて、Ｎチャネル電界効果トランジスタＱ１が配設された回路基板６の一面側（下面側）は、蛍光ランプ２に対向しているので、Ｎチャネル電界効果トランジスタＱ１は、蛍光ランプ２の発熱による熱作用も受ける。従って、蛍光ランプ２が寿命末期となって半波放電をすると、Ｎチャネル電界効果トランジスタＱ１が直ちに熱破壊されて蛍光ランプ２が消灯するので、直ちに電球形蛍光ランプ１のランプ交換ができる。また、図７に示す温度ヒューズ２３の特殊な組み立てなどをしないので、電球形蛍光ランプ１を安価にできる。
【００３６】
図３は、本発明の第２の実施形態を示す電球形蛍光ランプの一部切り欠き断面図である。なお、図１と同一部分には同一符合を付して説明は省略する。
【００３７】
図３に示す電球形蛍光ランプ１１は、蛍光ランプ１２、基体３および点灯装置４およびグローブ１３などから構成されている。蛍光ランプ１２は、鞍形に屈曲され、２３Ｗ、２５Ｗなどのランプ特性を有する。基体３はＰＢＴ樹脂などの耐熱性合成樹脂で形成され、一端３ａには商用交流電源Ｖｓと電気的に接続されるねじ込み形の口金５が取着され、その他端３ｂに蛍光ランプ１２が樹脂等を用いて取着されている。蛍光ランプ１２は、基体３の他端３ｂに取り付けられた透光性のグローブ１３で覆われている。基体３の内部には基体３に支持された回路基板６を有し、この回路基板６に図２に示す高周波点灯装置４の部品が実装されている。高周波点灯装置４は、口金５および蛍光ランプ１２と電気的に図示しないリード線で接続されている。インバータ７には、口金５を介して供給された商用交流電源Ｖｓを直流化した電源が入力される。そして、スイッチ素子としての電界効果トランジスタＱ１，Ｑ２の発振により高周波電力を蛍光ランプ１２に出力して蛍光ランプ１２を点灯させ、電界効果トランジスタＱ１の破壊によって動作を停止するように構成されている。なお、基体３、グローブ１３には通気用の穴を形成してもよい。
【００３８】
第１の実施形態と同様の作用、効果を有し、蛍光ランプ１２が寿命末期となって半波放電をすると、Ｎチャネル電界効果トランジスタＱ１が直ちに熱破壊されて蛍光ランプ１２が消灯するので、直ちに電球形蛍光ランプ１１のランプ交換ができる。また、蛍光ランプ１２はグローブ１３で覆われているので、電球形蛍光ランプ１１の外観性、商品性が向上する。
【００３９】
次に、本発明の第３の実施の形態について述べる。
【００４０】
図４は、本発明の第３の実施形態を示す照明器具の一部切り欠き断面図である。
【００４１】
図４に示す照明器具１４は、門柱灯であり、図１に示す電球形蛍光ランプ１が上向きにされて器具本体１５内に収容されている。
【００４２】
蛍光ランプ２が寿命末期となると電球形蛍光ランプ１が消灯する照明器具１４を提供できる。
【００４３】
次に、本発明の第４の実施の形態について述べる。
【００４４】
図５は、本発明の第４の実施形態を示す照明器具の一部切り欠き断面図である。
【００４５】
図５に示す照明器具１６は、天井等に埋設されるダウンライトであり、図３に示す電球形蛍光ランプ１１が下向きにされて器具本体１７内に収容されている。
【００４６】
蛍光ランプ１２が寿命末期となると、電球形蛍光ランプ１１が消灯する照明器具１６を提供できる。
【００４７】
なお、上記実施の形態では、照明器具として門柱灯およびダウンライトについて説明したが、これらに限らず、照明器具本体に本発明の電球形蛍光ランプを収容する照明器具であればよい。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、回路基板の一面側に配設されたスイッチ素子の部位の他面側に発熱部品を配設しているとともに、スイッチ素子を蛍光ランプに対向させているので、スイッチ素子は発熱部品および蛍光ランプからの熱作用を受けやすく、蛍光ランプが寿命末期となったり、インバータが異常動作をするときに、直ちにスイッチ素子を熱破壊させてインバータを停止させることができる。
【００４９】
請求項２の発明によれば、インダクタ素子または抵抗素子は、入力電流が増加すると発熱の大きい発熱部品であるので、蛍光ランプの寿命末期時に、スイッチ素子を直ちに熱破壊させることができる。
【００５０】
請求項３の発明によれば、回路基板の板厚が０．５〜１．０ｍｍであるので、発熱部品がスイッチ素子に効果的に熱作用することができるとともに、高周波点灯装置の高さ寸法を小さくできて電球形蛍光ランプを小形にできる。
【００５１】
請求項４の発明によれば、蛍光ランプが寿命末期となると電球形蛍光ランプが消灯する照明器具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す電球形蛍光ランプの一部切り欠き断面図。
【図２】同じく、高周波点灯装置の回路図。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す電球形蛍光ランプの一部切り欠き断面図。
【図４】本発明の第３の実施形態を示す照明器具の一部切り欠き断面図。
【図５】本発明の第４の実施形態を示す照明器具の一部切り欠き断面図。
【図６】従来技術の高周波点灯装置の回路図。
【図７】同じく、回路基板への温度ヒューズの実装を示す状態図。
【符号の説明】
Ｑ１…………スイッチ素子としてのＮチャネル電界効果トランジスタ
Ｑ２…………スイッチ素子としてのＰチャネル電界効果トランジスタ
Ｒ１…………発熱部品としての抵抗
１，１１……電球形蛍光ランプ
２，１２……蛍光ランプ
３……………基体
４……………高周波点灯装置
５……………口金
６……………回路基板
７……………インバータ
１４，１６…照明器具
１５，１７…照明器具本体
【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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