(57)【要約】【課題】フィルタの目詰まりの状態を検知し、フィルタの洗浄動作を実行できる飲料供給装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、粉末原料Ｐが供給される抽出室５６と、この抽出室５６へ加圧された湯を給湯経路３２ａを通じて供給する給湯装置３２と、前記抽出室５６から流出される抽出液を濾すフィルタ５５と、このフィルタ５５を通過した抽出液が流出する抽出液流出経路と、前記給湯装置３２から抽出液流出経路の末端に至るまでの経路中に設けられたフィルタの目詰まり検知手段３５とを備えた飲料供給装置１である。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末原料が供給される抽出室と、この抽出室へ加圧された湯を給湯経路を通じて供給する給湯装置と、前記抽出室から流出される抽出液を濾すフィルタと、このフィルタを通過した抽出液が流出する抽出液流出経路と、前記給湯装置から抽出液流出経路の末端に至るまでの経路中に設けられたフィルタの目詰まり検知手段とを具備することを特徴とする飲料供給装置。
【請求項２】
前記給湯経路中には湯を加圧して抽出室へ供給するモータに接続されたポンプが設けられており、前記目詰まり検知手段は、前記モータの回転を検知する回転検知手段であることを特徴とする請求項１に記載の飲料供給装置。
【請求項３】
前記回転検知手段は、制御手段に接続されており、回転検知手段は、モータの回転に対応してパルスを出力し、制御手段は、この出力されたパルスを受信してパルスの平均時間幅を演算することを特徴とする請求項２に記載の飲料供給装置。
【請求項４】
前記目詰まり検知手段の検知出力により、フィルタの洗浄動作が開始されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の飲料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の抽出工程を経て飲料を抽出する飲料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種、飲料供給装置として飲料をカップに入れて提供するものでは、原料としてコーヒー豆を挽いたコーヒー粉末を使用してレギュラーコーヒーを抽出する場合、コーヒー粉末を収納する原料供給部から所定量のコーヒー粉末を供給し、このコーヒー粉末と湯とを抽出室に供給し、この抽出室で所定の抽出工程を経てコーヒー液を抽出している。
【０００３】
例えば、特許文献１に示すように、シリンダと上側ピストン及び下側ピストンとで形成された抽出室にコーヒー粉末を供給し、このコーヒー粉末を圧縮し、その後、抽出室に所定圧力の湯を上側ピストンに設けられたフィルタを通じて供給する。そして、所定圧力の湯が圧縮されているコーヒー粉末を通過するするとともに、抽出液が下側ピストンの上面に設けられたフィルタで濾されて流出し、カップに注がれる。このような飲料供給装置では、主としてフィルタの目詰まりを解消するため、原料としてのコーヒー粉末をセットすることなく、湯又は水のみを流して抽出動作と同様な動作を行い、フィルタを洗浄している。いわゆるブルワリンスを実行しており、このブルワリンスは、コントローラに時間や抽出回数を設定することにより、設定した時間や抽出回数が到来すると、自動的に実行されるようになっている。
【特許文献１】特許第４０８４３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のように時間や抽出回数を設定する場合には、実際のフィルタの目詰まりの状態にかかわらずリンスが行われるもので、目詰まりが発生していないのにリンスが実行され、水が無駄に使用されたり、また、逆に、目詰まりが発生しているのにリンスが行われないまま飲料が抽出され、その結果、抽出量が減少したりする不具合が生じる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、フィルタの目詰まりの状態を検知し、フィルタの洗浄動作を実行できる飲料供給装置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】
【０００６】
請求項１に記載の飲料供給装置は、粉末原料が供給される抽出室と、この抽出室へ加圧された湯を給湯経路を通じて供給する給湯装置と、前記抽出室から流出される抽出液を濾すフィルタと、このフィルタを通過した抽出液が流出する抽出液流出経路と、前記給湯装置から抽出液流出経路の末端に至るまでの経路中に設けられたフィルタの目詰まり検知手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は次による。抽出室は、例えば、抽出過程におけるシリンダとピストン等の動作によって形成される形態であっても、抽出過程にかかわらず予め独立して形成されているものであってもよい。給湯装置から抽出液流出経路の末端に至るまでの経路とは、給湯装置から湯が流れて通過する給湯経路から、湯が粉末原料を通過し抽出液となった後、その抽出液を例えば、カップに注ぐところの注出口に至るまでの全経路を意味する。したがって、この経路中に目詰まり検知手段を備えていればよい。また、目詰まり検知手段は、ポンプに接続されたモータの負荷を検知するものや経路中の圧力を検知する圧力センサ等を適用でき、フィルタの目詰まりを検知できればよく、その手段は、格別限定されるものではない。
【０００８】
請求項２に記載の飲料供給装置は、請求項１に記載の飲料供給装置において、前記給湯経路中には湯を加圧して抽出室へ供給するモータに接続されたポンプが設けられており、前記目詰まり検知手段は、前記モータの回転を検知する回転検知手段であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の飲料供給装置は、請求項２に記載の飲料供給装置において、前記回転検知手段は、制御手段に接続されており、回転検知手段は、モータの回転に対応してパルスを出力し、制御手段は、この出力されたパルスを受信してパルスの平均時間幅を演算することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の飲料供給装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の飲料供給装置において、前記目詰まり検知手段の検知出力により、フィルタの洗浄動作が開始されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フィルタの目詰まりの状態を検知し、フィルタの洗浄動作を実行できる飲料供給装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態に係る飲料供給装置ついて図１乃至図１１を参照して説明する。図１は、飲料供給装置として給茶機を示す正面図、図２は、同扉体を開き外筐部材の一部を取外して示す斜視図、図３は、同上部の外筐部材を取外して示す平面図、図４は、飲料抽出ユニットを示す斜視図、図５は、飲料抽出ユニットと給湯装置との接続関係を示すブロック図、図６及び図７は、飲料抽出ユニットの抽出動作を模式的に示す断面図、図８は、洗浄動作を示すブロック図、図９は、抽出動作における送出ポンプと電磁弁の駆動状態を示すタイムチャート、図１０は、コントローラを示す平面図、図１１は、洗浄動作を示すフローチャートである。
【００１３】
図１に示すように、飲料供給装置１は、給茶機であり、この給茶機は、飲料としてお茶とコーヒーを供給できるもので、箱状の外筐部材を備えた本体２とこの本体２の前面開口部に開閉可能に取付けられた扉体３とを備えている。本体２内には、飲料抽出装置１０及び給茶装置２０が配設されている。扉体３前面のパネルにはお茶、コーヒーやホット、コールド等の飲料選択ボタン３ａが設けられており、また、カップの取出口３ｂが形成されており、取出口３ｂの前方にはカップ置台３ｄが設けられている。なお、飲料選択ボタン３ａはＬＥＤで表示されるようになっている。
【００１４】
図２及び図３に示すように、本体２内の前面側には、飲料抽出装置１０及び給茶装置２０が並んで配設されており、これらの下側には、飲料が供給されるカップを載置するカップステーション３０が配設されている。一方、本体２内の背面側には、冷水供給装置３１と給湯装置３２とが配設されている。冷水供給装置３１は、飲料抽出装置１０と対向するように、後ろ側に配置されている。また、給湯装置３２は、冷水供給装置３１と横に並列し、かつ給茶装置２０と対向するように、後ろ側に配置されている。冷水供給装置３１は、冷却ユニットを用いて冷却水を貯留する冷却タンクを有し、この冷却タンクに貯留された冷却水を供給する。給湯装置３２は、湯タンクを有し、ヒータや電磁弁等を備えており、ヒータで所定の湯温に沸かして湯タンクに貯留された湯を供給する。なお、扉体３の背面には、各種モータや電磁弁等、装置全体を制御するコントローラＣが取付けられている。
【００１５】
飲料抽出装置１０は、原料としてコーヒー豆を挽いたコーヒー粉末を用いてレギュラーコーヒーを抽出するブルワであり、原料としてコーヒー粉末を供給する原料供給ユニット１１と、原料及び湯を用いて飲料を抽出する飲料抽出ユニット１２とを備えている。原料供給ユニット１１は、コーヒー粉末を収納するキャニスタを有し、キャニスタには、コーヒー粉末を繰り出すことができる繰出機構が配設されている。したがって、原料供給ユニット１１からは、原料としてのコーヒー粉末が飲料抽出ユニット１２に供給される。
【００１６】
図４に示すように、飲料抽出ユニット１２は、一対のフレーム１２ａ、１２ｂを有し、これらフレーム１２ａ、１２ｂ間には、原料供給ユニット１１から原料を受け、また、抽出済みの原料を排出する原料供給排出機構４０及び原料を湯で抽出する抽出機構５０が配設されている。さらに、これらフレーム１２ａ、１２ｂ内には原料供給排出機構４０及び抽出機構５０を動作させるモータ、ギヤ等の駆動機構が配設されている。抽出機構５０の上部には、給湯装置３２から所定圧力の湯を供給するホース１２ｃが接続され、下部には、抽出した飲料をカップに注ぐ注出口１２ｄが接続されている。
【００１７】
図２に示す給茶装置２０は、原料として緑茶等の粉末原料を供給する給茶用原料供給ユニットと、原料及び湯又は冷水を用いて飲料を提供する給茶用ユニットとを備えている。また、給茶用ユニットには、原料と湯又は冷水とを撹拌混合するミキシングボールが設けられており、このミキシングボールの下部には、飲料をカップに注ぐ注出口が接続されている。そして、給茶用の飲料選択ボタン３ａが操作されると、選択された原料が給茶用原料供給ユニットからミキシングボールに供給されるとともに、給湯装置３２から湯又は冷水供給装置３１から冷水が供給され、これら原料と湯又は冷水が撹拌混合される。所定時間撹拌混合した後、ミキシングボールから注出口を経由して飲料がカップステーション３０に載置されたカップに注がれる。
【００１８】
図５に示すように、飲料抽出ユニット１２は、給湯装置３２と送出ポンプ３３を介して給湯経路３２ａによって接続されている。具体的には、抽出機構５０に送出ポンプ３３によって所定の圧力に加圧された湯が供給されるようになっている。送出ポンプ３３には、このポンプ３３を駆動するモータ３４が接続されており、さらに、モータ３４には、モータ３４の回転を検知する回転検知手段としてエンコーダ３５が接続されている。エンコーダ３５は、モータ１回転に対し１パルスを出力するもので、後述するフィルタの目詰まり検知手段としての機能を有する。また、給湯装置３２には、湯の供給を制御する電磁弁３２ｂが設けられている。
【００１９】
図６に示すように、飲料抽出ユニット１２における抽出機構５０は、一対のフレーム１２ａ、１２ｂ間に上下方向に移動可能な円筒状のシリンダ５１と、このシリンダ５１に対し上下方向に移動可能な上側ピストン５２及びシリンダ５１内に位置し固定的に配設されている下側ピストン５３とを備えている。上側ピストン５２は、略円盤状のピストン部５２ａと、このピストン部５２ａに一体的に連結された円筒状のロッド部５２ｂを有している。これらピストン部５２ａ及びロッド部５２ｂの内部には、給湯装置３２から送出される湯が通過するように前記給湯経路３２ａの一部をなす湯供給通路５２ｃが形成されており、この湯供給通路５２ｃの一端側、すなわち、ピストン部５２ａ側には湯の出口である供給口５２ｄが形成されている。また、ピストン部５２ａの下面には供給口５２ｄから送出される湯が通過するフィルタ５４が取付けられている。さらに、湯供給通路５２ｃの他端側、すなわち、ロッド部５２ｂの上部には、給湯経路３２ａ（図５参照）として、接続継手を介してホース１２ｃ（図４参照）が接続されるようになっている。
【００２０】
下側ピストン５３は、略円盤状のピストン部５３ａと、このピストン部５３ａに一体的に連結された円筒状のロッド部５３ｂ及びこれらピストン部５３ａ、ロッド部５３ｂをフレーム１２ａ、１２ｂに対して位置固定的に取付ける支持部５３ｅを有している。これらピストン部５３ａ、ロッド部５３ｂ及び支持部５３ｅの内部には、抽出液が通過するように抽出液流出経路の一部をなす抽出液流出通路５３ｃが形成されており、この抽出液流出通路５３ｃの一端側、すなわち、支持部５３ｅ側には抽出液の出口である流出口５３ｄが形成されている。また、ピストン部５３ａの上面には抽出液を濾すフィルタ５５が着脱可能に取付けられている。
【００２１】
次に、図６及び図７を参照して抽出機構５０の基本的な動作を説明する。なお、これらの動作はフレーム１２ａ、１２ｂ内に配設された図示しない駆動機構によって実行される。図６に示す初期状態においては、シリンダ５１が下降しており、シリンダ５１の上面が下側ピストン５３の上面、すなわち、フィルタ５５面と同一面に位置され、上側ピストン５２は上昇した位置にある。そして、下側ピストン５３のフィルタ５５面には、原料供給ユニット１１から原料供給排出機構４０を通じて供給された原料としてのコーヒー粉末Ｐが１回の抽出分セットされている。
【００２２】
続いて、図７に示す抽出状態においては、シリンダ５１が上昇し、このシリンダ５１内に上側ピストン５２が嵌合して係合し、シリンダ５１、下側ピストン５３及び上側ピストン５２との間にコーヒー粉末Ｐが収納された抽出室５６が形成される。次いで上側ピストン５２がシリンダ５１内を下降し、下側ピストン５３との間でコーヒー粉末Ｐが圧縮状態とされる。このコーヒー粉末Ｐが圧縮状態とされるに伴い、給湯装置３２から送出ポンプ３３によって加圧された湯が湯供給通路５２ｃ、供給口５２ｄ、フィルタ５４を経由して抽出室５６に供給される。加圧された湯が圧縮されたコーヒー粉末Ｐを通過する間に抽出された抽出液は、フィルタ５５によって濾され、抽出液流出通路５３ｃ、流出口５３ｄを経由して抽出液流出経路の末端の注出口１２ｄ（図４参照）に流れ、カップに注がれる。以上で１回の抽出動作は終了するが、次の抽出動作にあたっては、原料供給排出機構４０によって抽出済みのコーヒー粉末Ｐは排出廃棄され、再び前述の初期状態に戻り動作するようになっている。なお、ここで抽出液流出経路とは、湯がコーヒー粉末Ｐを通過し抽出液となった後から注出口１２ｄに至るまでの経路を意味する。
【００２３】
次に、図８乃至図１１を参照して抽出機構５０の洗浄動作について説明する。抽出機構５０の洗浄動作は、主としてフィルタ５５の目詰まりを解消するため、原料としてのコーヒー粉末Ｐをセットすることなく、湯のみを抽出機構５０に流してフィルタ５５を洗浄するものである。いわゆるブルワリンスと呼ばれる洗浄である。
【００２４】
図８において、扉体３の背面に設けられたコントローラＣは、マイコン等から構成された制御手段６０と、この制御手段６０に接続された操作パネルからなる入力手段６１を備えている。制御手段６０は、飲料供給装置１全体の制御を司るものであり、入力手段６１は、各種制御データを入力するものである。また、制御手段６０には、フィルタ５５の目詰まり検知手段、具体的には、前記エンコーダ３５が接続されている。さらに、制御手段６０には、制御手段６０からの出力信号を受信して動作するリンス実行手段６２及び警告手段６３が接続されている。リンス実行手段６２は、電磁弁やポンプ等から構成されており、所定のプログラムで洗浄を実行するものである。警告手段６３は、扉体３前面のパネルに設けられ、ＬＥＤで表示する飲料選択ボタン３ａ等から構成されている。
【００２５】
コーヒーを抽出する場合、給湯装置３２から送出ポンプ３３によって湯がコーヒー粉末Ｐを通過し抽出される。図９に示すように、例えば、１回分の抽出量１００ｍｌの場合、送出ポンプ３３は、まず、Ｔ１の期間駆動し、全量の５％、すなわち、５ｍｌを抽出するように湯を供給する。Ｔ２の期間は、原料を蒸らすため停止している。次に、Ｔ３の期間駆動し、９５％、すなわち、９５ｍｌ抽出するように湯を供給する。以後Ｔ４の期間は、送出ポンプ３３は駆動しているが、電磁弁３２ｂが閉じているので、抽出は行われず、抽出経路を乾燥するためにエアーブローが行われる。なお、図示のように、電磁弁３２ｂは、抽出期間に伴って開弁するように駆動する。
【００２６】
ここで、エンコーダ３５は、モータ３４の回転を検知、つまり、モータ３４の１回転に対し１パルスを出力しているので、制御手段６０は、Ｔ３の期間のエンコーダ３５からの出力パルスによって、Ｔ３の期間のパルスの平均時間幅（パルスとパルスの間隔）を演算するようになっている。したがって、例えば、フィルタ５５に目詰まりが生じると、湯を供給するにあたり、送出ポンプ３３の負荷が増大し、ひいてはモータ３４の負荷が増大し回転数が低下することになる。その結果、エンコーダ３５は、モータ３４の回転を検知しているので、Ｔ３の期間におけるパルス数が減少し、パルスの平均時間幅が長くなる。本実施形態では、このようなパルスの平均時間幅のデータを用いてフィルタ５５の目詰まりを検知し、洗浄動作を実行するものである。
【００２７】
図１０を参照してコントローラＣによる洗浄動作の設定操作について説明する。図１０（ａ）は、コントローラＣの操作パネル６４を示し、パネル６４には、ＬＣＤ等の表示部６５、入力スイッチとして複数のメンブレンスイッチ６６が配設されている。図１０（ｂ）は、表示部６５における一表示態様を示しており、「ドウサ」「ケイコク」と表示されている。この「ドウサ」又は「ケイコク」は選択できるようになっており、「ドウサ」を選択した場合には、洗浄動作条件（フィルターの目詰まり状態）になったときに洗浄動作（リンス動作）を実行する。一方、「ケイコク」を選択した場合には、洗浄動作条件になったときに警告を行う。
【００２８】
続いて、図１０（ｃ）のように表示され、「ジカン」「パルス」「リョウ」が設定可能となり、これが洗浄動作の条件となる。「ジカン」は、抽出後、その設定時間が到来した場合に洗浄動作を実行するものである。「２４０」と設定すれば、飲料抽出後、２４０分後に洗浄動作が実行される。「パルス」は、前記Ｔ３の期間におけるパルスの平均時間幅の伸び率を設定するもので、例えば、「２０」と設定すれば、第１回目の抽出のパルスの平均時間幅を基に、これに対する第２回目以降のパルスの平均時間幅を比較し、伸び率が２０％以上であれば洗浄動作又は警告が行われる。伸び率が増大するということは、それだけ目詰まり状態が進んでいることを意味する。因みに、設定範囲は、「０、２０〜９０」であり、「０」と設定されている場合は、パルスの平均時間幅による洗浄動作又は警告は行われない。なお、「ジカン」の設定に対し、「パルス」の設定による動作が優先して行われるようになっている。「リョウ」は、洗浄に費やす湯の量を設定するものであり、「０〜５０」の範囲で設定できる。また、「カイスウ」という表示がなされるようにし、抽出回数を設定できるようにしてもよい。この場合は、設定した抽出回数に達したときに洗浄動作が実行される。前記と同様に、「カイスウ」の設定に対し、「パルス」の設定による動作が優先して行われるようにすればよい。さらにまた、これら「ジカン」「パルス」「カイスウ」による洗浄動作条件の優先順位を設定できるようにしてもよい。
【００２９】
次に、具体例を図８及び図１１を参照して説明する。まず、洗浄動作を実行する「ドウサ」を選択し、「パルス」の設定を「５０」とする（Ｓ１）。第１回目の抽出において、制御手段６０は、目詰まり検知手段、すなわち、エンコーダ３５の前記Ｔ３の期間における出力パルスを受信し、パルスの平均時間幅を演算し、メモリに記憶する（Ｓ２）。このときのパルスの平均時間幅を２０ｍｓとする。次に、第２回目以降の抽出においても第１回目と同様に、制御手段６０は、パルスの平均時間幅を演算する（Ｓ３）。そして、第１回目のパルスの平均時間幅と第２回目以降のパルスの平均時間幅とを比較し、伸び率を演算し、伸び率が５０％以上、すなわち、第２回目以降のパルスの平均時間幅が３０ｍｓ以上になっているか否かを判定する（Ｓ４）。パルスの平均時間幅が３０ｍｓ以上になっていれば、伸び率が５０％以上であるため、制御手段６０は、リンス実行手段６２に出力信号を送信する。これを受け、リンス実行手段６２は、洗浄動作を実行する（Ｓ５）。具体的には、給湯装置３２から湯が抽出機構５０へ流出され、これによりフィルタ５５が洗浄される。また、伸び率が５０％以上になっていなければ、洗浄動作は実行されず、再び次の抽出時にパルスの平均時間幅を演算する。
【００３０】
なお、「ケイコク」が選択されている場合には、洗浄動作条件になったときに、警告手段６３としての飲料選択ボタン３ａが点滅し、この点滅している飲料選択ボタン３ａを５秒以上押し続けると洗浄動作が実行される。なお、前記伸び率が９０％以上になった場合には、点滅している飲料選択ボタン３ａを操作しても飲料が抽出されないようになっている。フィルタの目詰まりによって抽出量が不足し、所定の量に至らない等の不都合が生じるためである。
【００３１】
以上のように本実施形態によれば、フィルタの目詰まり検知手段として送出ポンプ３３に接続されたモータ３４の回転を検知するエンコーダ３５を設けたので、フィルタ５５の目詰まりの状態を検知し、フィルタの洗浄動作を実行できる飲料供給装置を提供することができる。
【００３２】
本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、抽出室は、抽出過程におけるシリンダとピストン等の動作によって形成されるものではなく、抽出過程にかかわらず、予め独立して形成されている形態でもよい。また、目詰まり検知手段としては、圧力センサ等を適用できる。また、飲料抽出装置は、コーヒー豆を挽くミルを備えているものであってもよく、さらに、本発明は、カップ式飲料自動販売機等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る飲料供給装置を示す正面図である。
【図２】同扉体を開き外筐部材の一部を取外して示す斜視図である。
【図３】同上部の外筐部材を取外して示す平面図である。
【図４】同飲料抽出ユニットを示す斜視図である。
【図５】同飲料抽出ユニットと給湯装置との接続関係を示すブロック図である。
【図６】同飲料抽出ユニットの抽出動作を模式的に示す断面図である。
【図７】同じく飲料抽出ユニットの抽出動作を模式的に示す断面図である。
【図８】同洗浄動作を示すブロック図である。
【図９】同抽出動作における送出ポンプと電磁弁の駆動状態を示すタイムチャートである。
【図１０】同コントローラを示す平面図である。
【図１１】同洗浄動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・飲料供給装置、３２・・・給湯装置、３２ａ・・・給湯経路、
３３・・・ポンプ（送出ポンプ）、３４・・・モータ、
３５・・・目詰まり検知手段、回転検知手段（エンコーダ）、５５・・・フィルタ、
５６・・・抽出室、Ｐ・・・粉末原料
【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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