(57)【要約】【課題】部屋の在室人数により適切に換気風量を自動制御する換気装置を提供することを目的とする。【解決手段】出入りのための扉を備えた部屋において、扉の開閉を検出する扉開閉検出手段８と、人の移動および方向を検出する焦電型方向センサ７と、在室人数を積算する在室人数積算手段１１と、部屋の汚れた空気を換気するファンモーター３と、扉開閉検出手段８、焦電型方向センサ７、在室人数積算手段１１およびファンモーター３を制御する制御手段１０とを備え、扉開閉検出手段８により扉が開けられたと判断したとき、焦電型方向センサ７により人の部屋への入退室を判定して在室人数積算手段１１により在室人数を積算し、在室人数に応じてファンモーター３の回転数を制御し、部屋の在室人数により適切に換気風量を自動制御させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出入りのための扉を備えた部屋において、扉の開閉を検出する扉開閉検出手段と、人の移動および方向を検出する焦電型方向センサと、在室人数を積算する在室人数積算手段と、部屋の汚れた空気を換気するファンモーターと、前記扉開閉検出手段、前記焦電型方向センサ、前記在室人数積算手段および前記ファンモーターを制御する制御手段とを備え、前記扉開閉検出手段により扉が開けられたと判断したとき、前記焦電型方向センサにより人の部屋への入退室を判定して前記在室人数積算手段により在室人数を積算し、在室人数に応じて前記ファンモーターの回転数を制御することを特徴とする換気装置。
【請求項２】
焦電型方向センサを部屋の天井に設置することを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
【請求項３】
焦電型方向センサを部屋の中央に設置することを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
【請求項４】
焦電型方向センサの検出方向を出入りのための扉に向けて設置することを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
【請求項５】
焦電型方向センサが回転することで、検出方向が可変であることを特徴とする請求項４に記載の換気装置。
【請求項６】
制御手段に時間積算手段を備え、扉開閉検出手段が一定時間何も検出しない場合は、在室人数によらずファンモーターの回転数を低下することを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
【請求項７】
出入りのための扉を備えた部屋において、扉の開閉を検出する扉開閉検出手段と、人の移動および方向を検出する焦電型方向センサと、在室人数を積算する在室人数積算手段と、部屋の汚れた空気を排気するファンモーターと、部屋の温度を検出する温度センサと、前記扉開閉検出手段、前記焦電型方向センサ、前記在室人数積算手段前記ファンモーター、前記温度センサを制御する制御手段とを備え、前記扉開閉検出手段により扉が開けられたと判断したとき、前記焦電型方向センサにより人の部屋への入退室を判定して前記在室人数積算手段により在室人数を積算し、在室人数および部屋の温度に応じて前記ファンモーターの回転数を制御することを特徴とする換気装置。
【請求項８】
部屋の温度に応じて焦電型方向センサの感度を変更することを特徴とする請求項７に記載の換気装置。
【請求項９】
出入りのための扉を備えた部屋において、扉の開閉を検出する扉開閉検出手段と、人の移動および方向を検出する焦電型方向センサと、在室人数を積算する在室人数積算手段と、部屋の汚れた空気を排気するファンモーターと、部屋のＣＯ２量を検出するＣＯ２センサと、前記扉開閉検出手段、前記焦電型方向センサ、前記在室人数積算手段前記ファンモーター、前記ＣＯ２センサを制御する制御手段とを備え、前記扉開閉検出手段により扉が開けられたと判断したとき、前記焦電型方向センサにより人の部屋への入退室を判定して前記在室人数積算手段により在室人数を積算し、在室人数および部屋のＣＯ２量に応じて前記ファンモーターの回転数を制御することを特徴とする換気装置。
【請求項１０】
ファンモーターはＤＣモーターを使用することを特徴とする請求項１、７、９のいずれかに記載の換気装置。
【請求項１１】
制御手段に風量切換手段を備えることを特徴とする請求項１、７、９のいずれかに記載の換気装置。
【請求項１２】
制御手段に運転状態を報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１、７、９のいずれかに記載の換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部屋の在室人数により適切に換気風量を自動制御する換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、環境に対する配慮やエンドユーザーからの要望として、電化製品の消費電力の抑制が重量な要素となっている。換気装置における消費電力の抑制方法として、各種センサを用いて換気が必要なときのみ自動運転させる方法がある。一例として、トイレなどに人が入室するときのみ自動で局所換気を行うために、焦電センサにて人の入室を検出する方法が用いられている。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−０８７１７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような従来の換気装置では、適切な換気風量制御ができないという課題があった。
【０００４】
また、焦電型センサが広範囲で人の部屋への入退室を判定できないという課題があった。
【０００５】
また、焦電型センサが精度良く人の部屋への入退室を判定できないという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するもので、部屋の在室人数により適切に換気風量を自動制御する換気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】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の換気装置は、出入りのための扉を備えた部屋において、扉の開閉を検出する扉開閉検出手段と、人の移動および方向を検出する焦電型方向センサと、在室人数を積算する在室人数積算手段と、部屋の汚れた空気を換気するファンモーターと、前記扉開閉検出手段、前記焦電型方向センサ、前記在室人数積算手段および前記ファンモーターを制御する制御手段とを備え、前記扉開閉検出手段により扉が開けられたと判断したとき、前記焦電型方向センサにより人の部屋への入退室を判定して前記在室人数積算手段により在室人数を積算し、在室人数に応じて前記ファンモーターの回転数を制御する構成としたものである。
【０００８】
この手段により、在室人数に応じて風量を制御することができる換気装置が得られる。
【０００９】
また、他の手段は、焦電型方向センサを部屋の天井に設置する構成としたものである。
【００１０】
この手段により、焦電型方向センサの検出範囲を最適化できる換気装置が得られる。
【００１１】
また、他の手段は、焦電型方向センサを部屋の中央に設置する構成としたものである。
【００１２】
この手段により、焦電型方向センサの検出範囲を最適化できる換気装置が得られる。
【００１３】
また、他の手段は、焦電型方向センサの検出方向を出入のための扉に向けて設置する構成としたものである。
【００１４】
この手段により、焦電型方向センサの検出方向を最適化できる換気装置が得られる。
【００１５】
また、他の手段は、焦電型方向センサが回転することで、検出方向が可変である構成としたものである。
【００１６】
この手段により、焦電型方向センサの検出方向を最適化できる換気装置が得られる。
【００１７】
また、他の手段は、制御手段に時間積算手段を備え、扉開閉検出手段が一定時間何も検出しない場合は、在室人数によらずファンモーターの回転数を低下する構成としたものである。
【００１８】
この手段により、一定時間何も検出しない場合は外出中と判断して、ファンモーターの回転数を低下し消費電力を抑制することができる。
【００１９】
また、他の手段は、出入りのための扉を備えた部屋において、扉の開閉を検出する扉開閉検出手段と、扉が開閉されたときに人の部屋への入退室を検出する焦電型方向センサと、入退室の検出結果により在室人数を積算する積算手段と、在室人数より部屋の汚れた空気を排気するファンモーターと、部屋の温度を検出する温度検出手段と、前記扉開閉検出手段、前記焦電型方向センサ、前記積算手段、前記ファンモーター、前記温度検出手段を制御する制御手段とを備え、前記扉開閉検出手段により扉が開けられたと判断したとき、前記焦電型方向センサおよび前記積算手段により在室人数を検出し、在室人数および部屋の温度に応じて前記ファンモーターの回転数を制御する構成としたものである。
【００２０】
この手段により、在室人数および部屋の温度に応じて風量を制御することができる換気装置が得られる。
【００２１】
また、他の手段は、部屋の温度に応じて焦電型方向センサの感度を変更する構成としたものである。
【００２２】
この手段により、焦電型方向センサの温度による感度変化を修正することができる換気装置が得られる。
【００２３】
また、他の手段は、出入りのための扉を備えた部屋において、扉の開閉を検出する扉開閉検出手段と、扉が開閉されたときに人の部屋への入退室を検出する焦電型方向センサと、入退室の検出結果により在室人数を積算する積算手段と、在室人数より部屋の汚れた空気を排気するファンモーターと、部屋のＣＯ２量を検出するＣＯ２センサと、前記扉開閉検出手段、前記焦電型方向センサ、前記積算手段、前記ファンモーター、前記ＣＯ２センサを制御する制御手段とを備え、前記扉開閉検出手段により扉が開けられたと判断したとき、前記焦電型方向センサおよび前記積算手段により在室人数を検出し、在室人数および部屋のＣＯ２量に応じて前記ファンモーターの回転数を制御する構成としたものである。
【００２４】
この手段により、在室人数および部屋のＣＯ２量に応じて風量を制御することができる換気装置が得られる。
【００２５】
また、他の手段は、ファンモーターはＤＣモーターを使用する構成としたものである。
【００２６】
この手段により、ＰＷＭ制御にて風量制御することができる換気装置が得られる。
【００２７】
また、他の手段は、制御手段に風量切換手段を備える構成としたものである。
【００２８】
この手段により、部屋の広さに応じて風量を切換できる換気装置が得られる。
【００２９】
また、他の手段は、制御手段に運転状態を報知する報知手段を備える構成としたものである。
【００３０】
この手段により、使用者が容易に換気風量の状態を知ることができる換気装置が得られる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、適切な換気風量を得ることができる換気装置が得られる。
【００３２】
また、人の部屋への入退室を広範囲で判定できる換気装置が得られる。
【００３３】
また、人の部屋への入退室を高精度で判定できる換気装置が得られる。
【００３４】
また、一定時間何も検出しない場合は外出中と判断して、ファンモーターの回転数を低下し消費電力を抑制する換気装置が得られる。
【００３５】
また、部屋の広さに応じて適切な換気風量を設定できる換気装置が得られる。
【００３６】
また、使用者が容易に換気風量の状態を知ることができる換気装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
請求項１記載の換気装置の発明は、出入りのための扉を備えた部屋において、扉の開閉を検出する扉開閉検出手段と、人の移動および方向を検出する焦電型方向センサと、在室人数を積算する在室人数積算手段と、部屋の汚れた空気を換気するファンモーターと、前記扉開閉検出手段、前記焦電型方向センサ、前記在室人数積算手段および前記ファンモーターを制御する制御手段とを備え、前記扉開閉検出手段により扉が開けられたと判断したとき、前記焦電型方向センサにより人の部屋への入退室を判定して前記在室人数積算手段により在室人数を積算し、在室人数に応じて前記ファンモーターの回転数を制御する構成としたものであり、在室人数に応じて風量を制御する作用を有する。
【００３８】
請求項２記載の換気装置の発明は、請求項１に記載の換気装置において、焦電型方向センサを部屋の天井に設置する構成としたものであり、焦電型方向センサにより全方向に広く検出できる作用を有する。
【００３９】
請求項３記載の換気装置の発明は、請求項１に記載の換気装置において、焦電型方向センサを部屋の中央に設置する構成としたものであり、焦電型方向センサにより全方向に広く検出できる作用を有する。
【００４０】
請求項４記載の換気装置の発明は、請求項１に記載の換気装置において、焦電型方向センサの検出方向を出入のための扉に向けて設置する構成としたものであり、扉から入退室する人を焦電型方向センサにより的確に検出できる作用を有する。
【００４１】
請求項５記載の換気装置の発明は、請求項４に記載の換気装置において、焦電型方向センサが回転することで、検出方向が可変である構成としたものであり、焦電型方向センサの検出方向を最適な位置に調整する作用を有する。
【００４２】
請求項６記載の換気装置の発明は、請求項１に記載の換気装置において、制御手段に時間積算手段を備え、扉開閉検出手段が一定時間何も検出しない場合は、在室人数によらずファンモーターの回転数を低下する構成としたものであり、一定時間何も検出しない場合は外出中と判断して、ファンモーターの回転数を低下する作用を有する。
【００４３】
請求項７記載の換気装置の発明は、出入りのための扉を備えた部屋において、扉の開閉を検出する扉開閉検出手段と、扉が開閉されたときに人の部屋への入退室を検出する焦電型方向センサと、入退室の検出結果により在室人数を積算する積算手段と、在室人数より部屋の汚れた空気を排気するファンモーターと、部屋の温度を検出する温度検出手段と、前記扉開閉検出手段、前記焦電型方向センサ、前記積算手段、前記ファンモーター、前記温度検出手段を制御する制御手段とを備え、前記扉開閉検出手段により扉が開けられたと判断したとき、前記焦電型方向センサおよび前記積算手段により在室人数を検出し、在室人数および部屋の温度に応じて前記ファンモーターの回転数を制御する構成としたものであり、在室人数および部屋の温度に応じて風量を制御する作用を有する。
【００４４】
請求項８記載の換気装置の発明は、部屋の温度に応じて焦電型方向センサの感度を変更する構成としたものであり、温度による焦電型方向センサの感度変化を修正して適切に人の入退室を検出する作用を有する。
【００４５】
請求項９記載の換気装置の発明は、出入りのための扉を備えた部屋において、扉の開閉を検出する扉開閉検出手段と、扉が開閉されたときに人の部屋への入退室を検出する焦電型方向センサと、入退室の検出結果により在室人数を積算する積算手段と、在室人数より部屋の汚れた空気を排気するファンモーターと、部屋のＣＯ２量を検出するＣＯ２センサと、前記扉開閉検出手段、前記焦電型方向センサ、前記積算手段、前記ファンモーター、前記ＣＯ２センサを制御する制御手段とを備え、前記扉開閉検出手段により扉が開けられたと判断したとき、前記焦電型方向センサおよび前記積算手段により在室人数を検出し、在室人数および部屋のＣＯ２量に応じて前記ファンモーターの回転数を制御する構成としたものであり、在室人数および部屋のＣＯ２量に応じて風量を制御する作用を有する。
【００４６】
請求項１０記載の換気装置の発明は、請求項１、７、９のいずれかに記載の換気装置において、ファンモーターはＤＣモーターを使用する構成としたものであり、ＰＷＭ制御にて換気風量を制御する作用を有する。
【００４７】
請求項１１記載の換気装置の発明は、請求項１、７、９のいずれかに記載の換気装置において、制御手段に風量切換手段を備える構成としたものであり、部屋の広さに応じて換気風量を設定する作用を有する。
【００４８】
請求項１２記載の換気装置の発明は、請求項１、７、９のいずれかに記載の換気装置において、制御手段に運転状態を報知する報知手段を備える構成としたものであり、換気風量の状態を報知する作用を有する。
【００４９】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。
【００５０】
（実施の形態１）
図１に示すように、本発明の換気装置は、部屋の中央天井にルーバー１を介して換気口２より空気を換気するファンモーター３およびファン４とを備えた本体５を配置し、図２に示すように、ルーバー１には検出範囲を拡大するためのレンズ６を介して焦電型方向センサ７が下方向に向けて設置されている。また図３に示すように、部屋の扉には扉開閉検出手段８が設置されており、図４に示すように、焦電型方向センサ７および扉開閉検出手段８はマイクロコンピュータ９（以下、マイコン）を搭載した制御手段１０に接続されており、制御手段１０は在室人数積算手段１１および時間積算手段１２を内蔵している。
【００５１】
焦電型方向センサ７は、人を検出した際に図５に示すような信号が発生するが、内蔵する素子に対して近づく方向か遠ざかる方向かにより信号の極性がことなるため、人が扉より部屋に入室したか退室したかを知ることができる。ここで、焦電型方向センサ７は方向性があるため、方向を検出できる延長上に部屋の扉があるように設置するのが良い。そのため、図６に示すように焦電型方向センサ７は方向が可変である構成が良く、ルーバー１上で回転できる構成とすると容易に方向が可変である。
【００５２】
上記構成において、図７のフローチャートを用いて換気装置の運転動作を説明する。ＳＴＥＰ１では、例えばファンモーター３は運転状態「弱」から始まり、ＳＴＥＰ２で扉開閉検出手段８により扉が開いたことを検出した場合は、ＳＴＥＰ３へ進む。ここで、扉開閉検出手段８としては、リミットスイッチ等が考えられ、扉が閉じていてリミットスイッチが押されている場合と、扉が開いてリミットスイッチが押されていない場合とで扉の開閉を区別することができる。
【００５３】
ＳＴＥＰ３では、焦電型方向センサ７により人が扉より部屋に入室したか退室したかを検出し、入室した場合はＳＴＥＰ４へ進み、それ以外はＳＴＥＰ５へ進む。ＳＴＥＰ４では、人が入室したため在室人数積算手段１１により在室人数を「＋１」とし、ＳＴＥＰ５では、人が退室したため在室人数積算手段１１により在室人数を「−１」とし、それぞれ
ＳＴＥＰ６へ進む。ＳＴＥＰ６では、在室人数積算手段１１の在室人数を図８の表と比較し、例えば在室人数が「２」の場合は、回転数を変更して運転状態「強」へ変更する。ここで、回転数を容易に変更するためにファンモーター３はＰＷＭ制御できるＤＣモーターが良く、ＤＵＴＹを変更するだけで回転数を制御することができる。以上により、在室人数に応じて適切な換気風量を得ることができる。
【００５４】
ＳＴＥＰ５およびＳＴＥＰ６以降は、ＳＴＥＰ７で検出禁止時間Ｔｐが経過した後、ＳＴＥＰ１へと戻る。ここで、検出禁止時間Ｔｐとは、人が扉を開閉して部屋へ入退室する際に時間がかかるため、焦電型方向センサ７が複数回人を検出することを防止するために、１度検出した後はしばらく検出をしないようにしている。検出禁止時間Ｔｐは、人が扉を開閉して部屋へ入退室する際にかかる時間として約１０秒程度が良い。
【００５５】
次に、ＳＴＥＰ２で扉開閉検出手段８により扉が閉じていることを検出した場合は、ＳＴＥＰ８で時間積算手段１２の運転時間Ｔａと外出中を判断する時間としての閾値Ｔｔと比較し、Ｔａ＞Ｔｔの場合は長期間人の入退室がないため外出中と判断して、ＳＴＥＰ９で運転状態「弱」へ変更し、ＳＴＥＰ１０で在室人数積算手段１１をリセットして「０」とする。ＳＴＥＰ１１では、時間積算手段１２の運転時間Ｔａをリセットして「０」とする。ここで、閾値Ｔｔとしては外出中を判断する時間として４ｈ程度が良い。以上により、長期間人の入退室がない外出中は運転状態「弱」へ変更し消費電力を抑えることができる。
【００５６】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について図９を参照しながら説明する。実施の形態１と同一部分は同一番号を付与し、詳細な説明は省略する。図９に示すように、焦電型方向センサ７の
近傍にスリット１３があり、内部には温度センサ１４が設置されている。
【００５７】
上記構成において、図１０のフローチャートを用いて換気装置の運転動作を説明する。実施の形態１と同一部分は詳細な説明は省略する。ＳＴＥＰ３では、温度センサ１４により部屋の温度を測定し、測定結果により図１１の表に従って、焦電型方向センサ７の閾値Ｔｈを変更する。これは、焦電型方向センサは人から発する温度変化を検出しており、部屋の温度が人体の温度に近いと感度が鈍くなってしまうため、焦電型方向センサ７の感度を変更する手段として部屋の温度に応じて閾値Ｔｈを変更する。またＳＴＥＰ７では、ＳＴＥＰ３で測定した温度により図１２の表に従って、運転状態を変更する。これにより温度が低く快適なときはファンモーター３の回転数を落として消費電力を抑制できる。
【００５８】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について図１３を参照しながら説明する。実施の形態１と同一部分は同一番号を付与し、詳細な説明は省略する。図１３に示すように、焦電型方向センサ７の近傍にスリット１３があり、内部にはＣＯ２センサ１５が設置されている。
【００５９】
上記構成において、図１４のフローチャートを用いて換気装置の運転動作を説明する。実施の形態１と同一部分は詳細な説明は省略する。ＳＴＥＰ２では、ＣＯ２センサ１５により部屋のＣＯ２量を測定し、測定結果によりＣＯ２量は３０００ｐｐｍを超える場合は、在室人数積算手段１１の在室人数によらず、ＳＴＥＰ３で運転状態「急速」へ移行する。これによりＣＯ２センサが増加した場合は、急速に換気することができる。
【００６０】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４について図１５を参照しながら説明する。実施の形態１と同一部分は同一番号を付与し、詳細な説明は省略する。図１５に示すように、焦電型方向センサ７の近傍に風量切換手段１６が設置されている。ここで、風量切換手段１６としてはスライドスイッチ等が考えられ、部屋の広さに応じて「Ｌ」か「Ｈ」に任意に切換ることで、図１６の表のように回転数を変更することができる。
【００６１】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５について図１７を参照しながら説明する。実施の形態１と同一部分は同一番号を付与し、詳細な説明は省略する。図１７に示すように、焦電型方向センサ７の近傍に報知手段１７が設置されている。ここで、報知手段１７としてはＬＥＤ等が考えられ、現在の運転状態を報知することで使用者が容易に運転状態を確認することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明にかかる換気装置は、部屋の在室人数により適切に換気風量を自動制御するものであり、一般家庭の居室などに用いられる換気装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態１の換気装置の構成を示す図
【図２】同換気装置の焦電型方向センサの構成を示す図（（ａ）天井への取り付け状態を示す図、（ｂ）同下面から見た図）
【図３】同換気装置の設置状況を示す上面視図
【図４】同換気装置の制御系を示すブロック図
【図５】同換気装置の焦電型方向センサの出力を示す図（（ａ）入室時の出力を示す図、（ｂ）退室時の出力を示す図）
【図６】同換気装置の焦電型方向センサの構成を示す図（（ａ）天井への取り付け状態を示す図、（ｂ）同下面から見た図）
【図７】同換気装置が自動運転する動作を示すフローチャート
【図８】同換気装置が運転状態を示す図
【図９】本発明の実施の形態２の換気装置の焦電型方向センサの構成を示す図（（ａ）天井への取り付け状態を示す図、（ｂ）同下面から見た図）
【図１０】同換気装置が自動運転する動作を示すフローチャート
【図１１】同換気装置の焦電型方向センサの閾値を示す図
【図１２】同換気装置が運転状態を示す図
【図１３】本発明の実施の形態３の換気装置の焦電型方向センサの構成を示す図（（ａ）天井への取り付け状態を示す図、（ｂ）同下面から見た図）
【図１４】同換気装置が自動運転する動作を示すフローチャート
【図１５】本発明の実施の形態４の換気装置の焦電型方向センサの構成を示す図（（ａ）天井への取り付け状態を示す図、（ｂ）同下面から見た図）
【図１６】同換気装置が運転状態を示す図
【図１７】本発明の実施の形態５の換気装置の焦電型方向センサの構成を示す図（（ａ）天井への取り付け状態を示す図、（ｂ）同下面から見た図）
【符号の説明】
【００６４】
３    ファンモーター
７    焦電型方向センサ
８    扉開閉検出手段
１０  制御手段
１１  在室人数積算手段
１２  時間積算手段
１４  温度センサ
１５  ＣＯ２センサ
１６  風量切換手段
１７  報知手段
【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】
2010096382.tif 000007
【図６】
2010096382.tif 000008
【図７】
2010096382.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010096382.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2010096382.tif 000014
【図１３】
2010096382.tif 000015
【図１４】
2010096382.tif 000016
【図１５】
2010096382.tif 000017
【図１６】
2010096382.tif 000018
【図１７】
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