JP6628042B2 - 基板ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、基板ユニットに関する。
特許文献1には、回路構成体をケース内に収容した基板ユニット(電気接続箱)において、ケースに対する回路構成体の位置決め、及び両者の所定位置での保持を行うために、回路構成体をネジによりケースに固定することが開示されている。
特開2010−166691号公報
近年、基板ユニットの生産性を従来よりも向上させることが望まれている。回路構成体とケースとをネジ止めすれば、両者の所定位置での保持を行える。しかし、ネジ止めは、回路構成体及びケースの双方に設けたネジ挿通孔を位置合わせし、その挿通孔にネジをねじ込むため、複数個所をネジ止めする場合には作業が煩雑になり易い。回路構成体とケースとの固定作業を簡略化することができれば、基板ユニットの生産性を向上させることができると期待される。
そこで、ケースに対する回路構成体の所定位置での保持が容易で、生産性に優れる基板ユニットを提供することを目的の一つとする。
本開示に係る基板ユニットは、
回路基板と、前記回路基板の一面に配置されるバスバーとを有する回路構成体と、
前記回路基板を収容する収容空間を形成する枠状ケースとを備え、
前記バスバーは、
前記回路基板が接合される本体部と、
前記本体部を挟んで一方と他方に突設され、前記枠状ケースの表面に対面する複数の対面部とを備え、
前記各対面部及び前記枠状ケースは、互いに係止して、前記回路構成体を前記枠状ケースの所定位置に保持する係止構造を備える。
上記基板ユニットは、ケースに対する回路構成体の所定位置での保持が容易で、生産性に優れる。
実施形態1に係る基板ユニットを示し、上部カバーを取り外した状態の概略斜視図である。 図1の(II)−(II)断面図であり、貫通孔に係止突片が挿入されている状態を示す断面図である。 実施形態1に係る基板ユニットにおける貫通孔に係止突片が係止している状態を示す断面図である。 実施形態1に係る基板ユニットにおける係止突片の配置箇所近傍の正面図である。 実施形態2に係る基板ユニットにおける係止構造を示す概略断面図である。 実施形態3に係る基板ユニットにおける係止構造を示す概略断面図である。 実施形態4に係る基板ユニットにおける係止構造を示す概略断面図である。
[本発明の実施形態の説明]
最初に、本発明の実施形態を列記して説明する。
(1)本発明の実施形態に係る基板ユニットは、
回路基板と、前記回路基板の一面に配置されるバスバーとを有する回路構成体と、
前記回路基板を収容する収容空間を形成する枠状ケースとを備え、
前記バスバーは、
前記回路基板が接合される本体部と、
前記本体部を挟んで一方と他方に突設され、前記枠状ケースの表面に対面する複数の対面部とを備え、
前記各対面部及び前記枠状ケースは、互いに係止して、前記回路構成体を前記枠状ケースの所定位置に保持する係止構造を備える。
上記構成によれば、各対面部及び枠状ケースに、互いに係止する係止構造を備えることで、回路構成体及び枠状ケース以外の部材(例えば、ネジ等)を用いることなく、枠状ケースに対する回路構成体の所定位置での保持を行える。また、回路構成体と枠状ケースとを組み付けるだけで、回路構成体と枠状ケースとを係止できるため、回路構成体と枠状ケースとを固定する工程(例えば、ネジ付け工程等)を省略できる。更に、各対面部が本体部を挟んで一方と他方に延びて枠状ケースに係止されるため、本体部を挟んで両側から安定して回路構成体を枠状ケースに固定できる。以上より、上記構成によれば、枠状ケースに対する回路構成体の所定位置での保持が容易で、生産性に優れる。回路構成体と枠状ケースとを係止することで、例えば、回路構成体と枠状ケースとの組物を逆さにした場合でも、別部材で保持しなくとも、枠状ケースから回路構成体が脱落したり、枠状ケースに対して回路構成体の位置がずれたりすることを防止できる。
(2)上記の基板ユニットの一例として、前記係止構造は、前記各対面部に形成される貫通孔と、前記枠状ケースから前記各対面部側に突出し、前記貫通孔に係止する係止突片とを備える形態が挙げられる。
係止構造として、各対面部に貫通孔と、枠状ケースに係止突片とを備えることで、枠状ケースに対する回路構成体の所定位置での保持を容易に行える。
(3)上記の基板ユニットの一例として、前記係止構造は、前記枠状ケースの表面から前記対面部の外周側面に沿って外表面側に亘る係止突片を備える形態が挙げられる。
係止構造として、枠状ケースに各対面部の外周側面に沿って外表面側に亘る係止突片を備えることで、対面部に貫通孔を設けなくてもよいため、対面部に貫通孔を設ける場合に比較して、バスバーの導通領域を確保することができる。
(4)上記の基板ユニットの一例として、前記各対面部は、前記本体部に対して立設し、前記枠状ケースの内面に対面する立設部を備え、前記係止構造は、前記立設部及び前記枠状ケースの内面に設けられる形態が挙げられる。
立設部及び枠状ケースの内面に係止構造を備えることで、回路構成体を枠状ケースに組み付ける際に、重力で立設部が枠状ケースの内面に沿って下方に自然落下するため、バスバーに大きな力をかけることなく、回路構成体と枠状ケースとを係止することができる。
[本発明の実施形態の詳細]
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る基板ユニットを詳細に説明する。図中の同一符号は、同一名称物を示す。
≪実施形態1≫
〔基板ユニット〕
図1〜4を参照して、実施形態1の基板ユニット1を説明する。基板ユニット1は、図1に示すように、回路構成体10と、回路構成体10を収容する収容空間を形成するケース40とを備える。回路構成体10は、回路基板20と、回路基板20と重なるバスバー30とを備える。ケース40は、枠状ケース42と、枠状ケース42の上方の開口部を覆う上部カバー44と、枠状ケース42の下方の開口部を塞ぐ底板(放熱部材50)とで構成されている。バスバー30は、回路基板20が接合される本体部32(図2,3)と、本体部32を挟んで一方と他方に突設される複数の延設部34(図1)とを備える。複数の延設部34はそれぞれ、枠状ケース42の表面に対面する対面部340を備える。実施形態1の基板ユニット1の主たる特徴とするところは、対面部340及び枠状ケース42が、互いに係止して、回路構成体10を枠状ケース42の所定位置に保持する係止構造を備える点にある。本例では、対面部340は、本体部32に対して立設し、枠状ケース42の内面42mに対面する立設部344を備え、係止構造は、立設部344に形成される貫通孔344hと、枠状ケース42に設けられる係止突片420とを備える。以下、各構成を詳細に説明する。なお、以下の説明では、基板ユニット1において、ケース40の放熱部材50側を下側、上部カバー44側を上側とする。
(回路構成体)
回路構成体10は、回路基板20と、バスバー30とを備える。回路基板20は、図1〜3に示すように、後述するバスバー30上に配置され、バスバー30の配置面と反対側の面に、導電パターン(図示せず)が形成された略矩形状のプリント基板である。導電パターンが構成する導電路は、制御用の導電路(回路の一部)である。回路基板20には、スイッチング素子等の電子部品(図示せず)やコネクタ部22が実装されている。コネクタ部22には、図示しない外部の制御装置等の相手側コネクタ部が接続される。
・バスバー
バスバー30は、図1〜3に示すように、回路基板20が接合される本体部32(図2,3)と、本体部32と一体に成形されると共に、本体部32から突設される延設部34(図1)とを備える。バスバー30の本体部32には、回路基板20が接合される。これにより、回路基板20とバスバー30とは、一体物として取り扱える。
バスバー30の延設部34は、外部機器を電気的に接続するための部分であり、図示しない電線(ワイヤーハーネス)の接続端子が電気的に接続される。延設部34には、後述する雄ネジ部90が貫通する貫通孔34h(図1)が形成されている。本例では、矩形状のバスバー30の本体部32の対向する二辺にそれぞれ延設部34が設けられており、各延設部34にそれぞれ電線の接続端子が電気的に接続される。各延設部34,34は、各雄ネジ部90と導通可能であれば、回路基板20の長手方向(各延設部34,34の対向方向及び本体部32の厚み方向の双方に直交する方向)にずれていてもよい。
バスバー30の延設部34は、屈曲片により構成される。具体例としては、本体部32側で本体部32に沿った基端部342と、基端部342(本体部32)に対して上方に立設する立設部344と、立設部344に対して屈曲し、バスバー30の外方に延びる先端部346とを備える構成が挙げられる。基端部342は、後述する放熱部材50上に配置され、立設部344は、後述する枠状ケース42の内面42mに対面して配置され、先端部346は、枠状ケース42(土台部422)の上面422uに対面して配置される。本例では、枠状ケース42の表面(内面42m及び上面422u)に対面して配置される立設部344及び先端部346が対面部340である。先端部346は、上述した雄ネジ部90が貫通する貫通孔34hを備える。バスバー30と上述した電線の接続端子との電気的な接続は、先端部346に形成された貫通孔34hに雄ネジ部90を通すと共に、接続端子に形成された貫通孔に雄ネジ部90を通し、ナット(図示せず)を雄ネジ部90に螺合することで行える。
立設部344には、複数の貫通孔344hが設けられている。各貫通孔344hは、バスバー30の厚み方向に貫通している。実施形態1の基板ユニット1は、各貫通孔344hが、回路構成体10を枠状ケース42の所定位置に保持する係止構造の構成部材である点を特徴の一つとする。本例では、各立設部344に二つの貫通孔344hを備える。この立設部344に設けられた貫通孔344hについては、後の枠状ケース42の説明の際に詳述する。
(ケース)
ケース40は、枠状ケース42と、上部カバー44と、放熱部材50とを備える。枠状ケース42及び上部カバー44と、放熱部材50とを組み合わせて形成される内部空間に回路構成体10が収容される。
・枠状ケース
枠状ケース42は、図1に示すように、方形状の枠体であり、バスバー30の先端部346を除く回路構成体10の外周の四方を覆う。枠状ケース42は、枠部分を構成する一部にバスバー30の先端部346が載置される土台部422を備える。枠状ケース42に対して回路構成体10は、図1に示すように、回路基板20が配置されたバスバー30の本体部32及び基端部342が、枠状ケース42の内方で対向する枠片間を渡るように配置され、バスバー30の立設部344が、枠状ケース42の内面42mに対向して配置され、バスバー30の先端部346が、枠状ケース42の土台部422の上面422uに対向して配置される。枠状ケース42には、バスバー30の立設部344が配置される内面42mに、立設部344に設けられた貫通孔344hに係止する係止突片420が設けられている。実施形態1の基板ユニット1は、各係止突片420が、回路構成体10を枠状ケース42の所定位置に保持する係止構造の構成部材である点を特徴の一つとする。
係止突片420は、図2〜4に示すように、弾性変形可能なように、枠状ケース42にスリット420s(図4)が形成され、片持ち支持構造となっている。具体的には、係止突片420は、図2,3に示すように、一端側(図2,3の上側)が枠状ケース42の土台部422に一体化された支持端であり、他端側(図2,3の下側)が開放された自由端となる板状片となっている。係止突片420は、自由端側に、枠状ケース42の内部側に突出する係止頭部420aを備える。係止頭部420aは、枠状ケース42の上方から下方に向かって突出量が大きくなる傾斜面420axと、傾斜面420axの下方で貫通孔344hの内面に係止可能な係止面420ayとを備える。
回路構成体10は、回路基板20が配置されたバスバー30の本体部32を下側にし、バスバー30の先端部346が枠状ケース42(土台部422)の上面422uに当接されるまで(図2を参照)、枠状ケース42にその上方の開口部側から収容する。係止頭部420aは、回路構成体10を枠状ケース42に収容する際、傾斜面420axがバスバー30の立設部344の表面に当たり、立設部344の貫通孔344hに進入する。このとき、係止突片420は、片持ち支持されているため、傾斜面420axが立設部344の表面に当たっている間は枠状ケース42の外側(図2,3の左側)に弾性変形し、係止頭部420aが貫通孔344hに挿入されると上記弾性変形が変形前の状態に復帰される。
バスバー30の先端部346が枠状ケース42の上面422uに当接されている状態では、図2に示すように、係止頭部420aの係止面420ayは貫通孔344hの内面に接触していない。一方、係止頭部420aが貫通孔344hに挿入された状態から、回路構成体10を枠状ケース42に対して持ち上げたり、回路構成体10と枠状ケース42との組物を逆さにしたりすると、図3に示すように、バスバー30は、先端部346が枠状ケース42の上面422uから離れる方向に動く。このとき、係止頭部420aの係止面420ayが貫通孔344hの内面に係止することで、回路構成体10は、底板(放熱部材50)の有無に係わらず枠状ケース42から脱落することなく、所定位置での保持がなされる。この係止構造(貫通孔344h及び係止突片420)による回路構成体10と枠状ケース42との固定は、仮固定であり、貫通孔344hに挿入された係止頭部420aを押すと係止突片420が弾性変形し、貫通孔344hと係止突片420との係止状態は解除される。
係止構造の形状や個数は、回路構成体10と枠状ケース42とを所定位置で保持できる程度に適宜選択できる。本例では、二つの立設部344のそれぞれに二つずつ係止構造を設けているが(図1参照)、各立設部344に一つ又は三つ以上設けてもよい。ただし、バスバー30に貫通孔344hを形成する場合、貫通孔344hの形成によって導通領域に影響を及ぼさない位置や大きさを選択することが好ましい。また、本例では、貫通孔344hは、断面形状が矩形状であるが、係止突片420と係止可能であれば、断面形状が矩形状以外の多角形状や円形状等であってもよい。
土台部422には、上面422uから上方に向かって雄ネジ部90が突出して配置されている。雄ネジ部90は、頭部と軸部とを備え、頭部が土台部422に固定されている。本例では、土台部422は、雄ネジ部90の頭部を側方から挿入可能な切欠きと、切欠き内に頭部を固定する固定部とを備える。バスバー30の先端部346に形成された貫通孔34hに雄ネジ部90の軸部を挿通し、先端部346を土台部422の上面422uに載置すると共に、電線の接続端子(図示せず)と合わせてナットによって締め付けることで、バスバー30と外部機器とを電気的に接続できる。
枠状ケース42は、土台部422以外の上面に上部カバー44が差し込まれる差込み溝424と、上部カバー44と係合する係合部(係合突起426)とを備える。差込み溝424には、上部カバー44の側壁部44bが差し込まれる。差込み溝424は、上部カバー44の側壁部44bの厚みに応じた幅と側壁部44bの差し込み量に応じた深さを適宜選択できる。係合突起426は、枠状ケース42の周方向の適所に設けられ、上部カバー44の側壁部44bが差込み溝424に差し込まれた状態で、上部カバー44と枠状ケース42とを固定して一体化する。
・放熱部材
放熱部材50は、回路構成体10や電子部品から発生した熱を外部に放熱する部材である。放熱部材50は、枠状ケース42の下方の開口部を塞ぐ底板の役割を果たす。
枠状ケース42には、下方開口部側の内周縁部に段差(図示せず)が形成されており、この段差部分に放熱部材50が嵌め込まれる。放熱部材50には、枠状ケース42と一体化する図示しないボルトが挿通する挿通孔(図示せず)が形成されている。枠状ケース42の段差部分には、放熱部材50と一体化するボルトを固定するボルト穴が形成されている。放熱部材50を枠状ケース42の段差部分に嵌め込み、放熱部材50の挿通孔と枠状ケース42のボルト穴とを位置合わせしてボルトをねじ込むことで、放熱部材50と枠状ケース42とが一体化される。
・上部カバー
上部カバー44は、図1に示すように、枠状ケース42の上方の開口部を覆い、ケース40の上面を形成する平板状の天井部44aと、天井部44aの周縁から浅く立設される略矩形枠状の側壁部44bとで構成された一体物である。上部カバー44は、側壁部44bが枠状ケース42の差込み溝424に差し込まれると共に、側壁部44bに設けられた係合孔446に枠状ケース42の係合突起426が係合することで、枠状ケース42に固定され一体化される。
上部カバー44は、枠状ケース42の土台部422を露出させた状態で枠状ケース42の上方を覆うような形状に形成されており、外壁の一部に切欠き部44cを有する。この切欠き部44cにより、枠状ケース42に上部カバー44が固定された状態においても、バスバー30の先端部346を通すことができる隙間が確保される。この隙間によって、土台部422の上面422uにバスバー30の先端部346を載置できる。
上部カバー44の側壁部44bに上側凹部448を備え、枠状ケース42における上側凹部448に対応する位置に下側凹部428を備え、上側凹部448及び下側凹部428で形成される開口部にはコネクタ部22が配置される。
〔効果〕
上記基板ユニット1は、係止構造として、立設部344に貫通孔344hと、枠状ケース42の内面42mに係止突片420とを備えることで、枠状ケース42に回路構成体10を組み付けるだけで、回路構成体10と枠状ケース42とを容易に係止できる。また、各立設部344が本体部32を挟んで一方と他方に延びて枠状ケース42に係止されるため、本体部32を挟んで両側から安定して回路構成体10を枠状ケース42に固定できる。特に、係止突片420が弾性変形可能な片持ち支持構造であるため、回路構成体10を枠状ケース42に組み付ける際に、バスバー30に大きな力をかけることなく、係止突片420を貫通孔344hに挿入することができる。
回路構成体10と枠状ケース42とを組み付けるだけで、回路構成体10と枠状ケース42とを係止できるため、回路構成体10と枠状ケース42とを固定する工程を別に設ける必要がなく作業性にも優れる。また、回路構成体10及び枠状ケース42以外の部材(例えば、ネジ等)を用いる必要がないため、部品点数も削減できる。
≪実施形態2≫
実施形態2では、図5に示すように、係止構造が、バスバー30の先端部346に形成される貫通孔346hと、枠状ケース42(土台部422)の上面422uに設けられる係止突片420とを備える形態を説明する。図5は、貫通孔346hに係止突片420が係止している状態を、枠状ケース42の内側又は外側から見たときの概略断面図である。実施形態2では、係止構造が、バスバー30の先端部346及び枠状ケース42(土台部422)の上面422uに設けられる点が実施形態1と異なり、その他の構成は実施形態1と同様である。
バスバー30の先端部346には、回路構成体10を枠状ケース42の所定位置に保持するために貫通孔346hが設けられている。本例では、各先端部346に二つの貫通孔346hを備える。そして、枠状ケース42の土台部422の上面422uには、先端部346の貫通孔346hに係止する係止突片420が設けられている。係止突片420は、実施形態1と同様に、外側に張り出す係止頭部420aを備える。係止頭部420aは、貫通孔346hに挿入される際に貫通孔346hの周縁に当たる傾斜面420axと、係止頭部420aが貫通孔346hに挿入された際に先端部346の表面に当接する係止面420ayとを備える。係止突片420は、係止頭部420aを周方向に複数(ここでは二つ)に分割する分割突片420dで構成される。分割突片420dを組み合わせたとき、その中心部には係止突片420の突出方向に沿ってスリットが形成されており、係止頭部420aが貫通孔346hに挿入される際に分割突片420dが互いに近づくように縮径可能となっている。複数の分割突片420dは、縮径していない自然状態では、係止頭部420aの最大径が貫通孔346hの内径よりも大きくなる。
本例では、二つの分割突片420dとしたが、三つ以上であってもよい。また、本例では、係止突片420の突出方向全長に亘ってスリットが形成されるように分割突片420dを設けたが、係止突片420の先端部分(係止頭部420aの部分)だけが分割されていてもよい。
係止頭部420aは、回路構成体10を枠状ケース42に収容する際、傾斜面420axが貫通孔346hの周縁に当たりながら、貫通孔346hに進入する。このとき、分割突片420dが互いに近づくように縮径しながら貫通孔346hに進入する。係止頭部420aが貫通孔346hに挿入されると分割突片420dは縮径前の自然状態に復帰すると共に、係止頭部420aの係止面420ayが貫通孔346hの周縁部分に係止する。それにより、例えば、回路構成体10と枠状ケース42との組物を逆さにしたとしても、貫通孔346hの周縁部分に係止面420ayが当接することで、枠状ケース42から回路構成体10が脱落することなく、両者10,42の所定位置での保持がなされる。
≪実施形態3≫
実施形態3では、図6に示すように、係止構造が、枠状ケース42(土台部422)の表面からバスバー30の先端部346の外周側面に沿って先端部346の外表面側に亘る係止突片420を備える形態を説明する。図6は、係止突片420に先端部346の表面縁部が係止されている状態を、枠状ケース42の内側又は外側から見たときの概略断面図である。実施形態3では、係止構造が、バスバー30の先端部346の表面縁部に設けられる点が実施形態2と異なり、その他の構成は実施形態2(実施形態1)と同様である。
枠状ケース42の土台部422の上面422uには、上方に突出する一対の係止突片420,420が設けられている。一対の係止突片420,420は、バスバー30の先端部346における延設部34の突設方向と交差する方向の対向位置に設けられている。一対の係止突片420,420のそれぞれは、互いに向き合う方向に張り出す係止頭部420aを備える。係止頭部420aは、バスバー30の先端部346を土台部422の上面422u上に載置する際に先端部346の縁部に当たる傾斜面420axと、一対の係止突片420,420間に先端部346を挟持した際にバスバー30の表面縁部に当接する係止面420ayとを備える。
≪実施形態4≫
実施形態4では、図7に示すように、係止構造が、バスバー30の先端部346の周縁部から下方に突出する係止突片420と、枠状ケース42(土台部422)における延設部34の突設方向と交差する方向の側壁部分に形成される凹部422bとを備える形態を説明する。図7は、凹部422bに係止突片420が係止されている状態を、枠状ケース42の内側又は外側から見たときの概略断面図である。実施形態4では、係止構造が、バスバー30の先端部346の側縁部で下方に突出する係止突片と、土台部422に形成される凹部422bとを備える点が実施形態2と異なり、その他の構成は実施形態2(実施形態1)と同様である。
本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、係止構造の形状や個数、形成箇所等を変更することができる。
1 基板ユニット
10 回路構成体
20 回路基板 22 コネクタ部
30 バスバー
32 本体部
34 延設部 34h 貫通孔
340 対面部
342 基端部 344 立設部 346 先端部
344h,346h 貫通孔
40 ケース
42 枠状ケース 42m 内面
420 係止突片 420d 分割突片
420a 係止頭部 420ax 傾斜面 420ay 係止面
420s スリット
422 土台部 422u 上面 422b 凹部
424 差込み溝 426 係合突起 428 下側凹部
44 上部カバー
44a 天井部 44b 側壁部 44c 切欠き部
446 係合孔 448 上側凹部
50 放熱部材
90 雄ネジ部

Claims (3)

  1. 回路基板と、前記回路基板の一面に配置されるバスバーとを有する回路構成体と、
    前記回路基板を収容する収容空間を形成する枠状ケースとを備え、
    前記バスバーは、
    前記回路基板が接合される本体部と、
    前記本体部を挟んで一方と他方に突設され、前記枠状ケースの表面に対面する複数の対面部とを備え、
    前記各対面部及び前記枠状ケースは、互いに係止して、前記回路構成体を前記枠状ケースの所定位置に保持する係止構造を備え
    前記係止構造は、前記枠状ケースの表面から前記対面部の外周側面に沿って外表面側に亘る係止突片を備える基板ユニット。
  2. 前記対面部は、
    前記本体部に対して立設し、前記枠状ケースの内面に対面する立設部と、
    前記立設部に対して屈曲し、前記バスバーの外方に延び、前記枠状ケースの上面に対面する先端部とを備え、
    前記係止突片は、前記枠状ケースの上面に設けられる請求項1に記載の基板ユニット。
  3. 回路基板と、前記回路基板の一面に配置されるバスバーとを有する回路構成体と、
    前記回路基板を収容する収容空間を形成する枠状ケースとを備え、
    前記バスバーは、
    前記回路基板が接合される本体部と、
    前記本体部を挟んで一方と他方に突設され、前記枠状ケースの表面に対面する複数の対面部とを備え、
    前記各対面部は、
    前記本体部に対して立設し、前記枠状ケースの内面に対面する立設部と、
    前記立設部に対して屈曲し、前記バスバーの外方に延び、前記枠状ケースの上面に対面する先端部とを備え、
    前記各対面部及び前記枠状ケースは、互いに係止して、前記回路構成体を前記枠状ケースの所定位置に保持する係止構造を備え、
    前記係止構造は、
    前記先端部の側縁部から前記先端部が対面する前記枠状ケースの土台部側に突出する係止突片と、
    前記土台部における前記先端部の突設方向と交差する方向の側壁に形成され、前記係止突片が係止する凹部とを備える基板ユニット。
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