(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動送風機の運転によって発生する気流により床面等の塵埃を吸込み口から吸込み、前記吸込み口と連通する吸気路を介して吸込んだ気流を旋回させて気流を塵埃と分離し、分離した塵埃を塵埃集積手段に集積するサイクロン集塵装置を備えた電気掃除機において、
前記塵埃集積手段の下部に、複数の遮蔽板を該塵埃集積手段の中心から内周壁に向かって放射状に突出させるとともに、該遮蔽板の側縁部と該塵埃集積手段の内周壁との間に空間を存在させて設け、
前記遮蔽板の側縁部に、旋回気流の風上方向に向かって突出するリブを形設したことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
電動送風機の運転によって発生する気流により床面等の塵埃を吸込み口から吸込み、前記吸込み口と連通する吸気路を介して吸込んだ気流を旋回させて気流を塵埃と分離し、分離した塵埃を塵埃集積手段に集積するサイクロン集塵装置を備えた電気掃除機において、
前記塵埃集積手段の下部に、複数の遮蔽板を該塵埃集積手段の中心から内周壁に向かって放射状に突出させるとともに、該遮蔽板の側縁部と該塵埃集積手段の内周壁との間に空間を存在させて設け、
前記遮蔽板は、該遮蔽板の略半ばから旋回気流の風上方向に向け屈曲されていることを特徴とする電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気掃除機のサイクロン集塵装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動送風機により吸込んだ吸気を旋回させて塵埃を分離するサイクロン集塵装置を備えた電気掃除機が広く使用されている。このようなサイクロン集塵式電気掃除機の例を、例えば特開２０００−１６６８２９号公報に見ることができる。当該公報に開示された電気掃除機の概略構成を図９に示す。電気掃除機１は、電動送風機３を内蔵した本体２にサクションホース４及び接続パイプ５を介して吸込口体６を接続する。吸込口体６は床面ｆに面する吸込み口７を有している。サクションホース４と接続パイプ５の間にはダストカップ９を備えたサイクロン集塵装置８が配置される。サイクロン集塵装置８の入口部は接続パイプ５に接続し、出口部はサクションホース４に接続しており、これにより、吸込口体６から接続パイプ５、サイクロン集塵装置８、サクションホース４を経て電動送風機３に至る吸気路が構成される。なおサイクロン集塵装置８からはハンドル部３５が突き出す。ハンドル部３５の根元には、各種操作キーや運転状況表示部等を配置した操作部が設けられる。
【０００３】
上記構成の電気掃除機１において、電動送風機３を駆動すると、吸気路に吸気流が発生し、吸込口体６の吸込み口７から塵埃を含んだ空気が吸込まれる。吸込まれた空気は接続パイプ５を経てサイクロン集塵装置８に至り、そこで塵埃と空気とが分離される。塵埃は塵埃集積手段であるダストカップ９に集積され、空気のみサクションホース４から電動送風機３に吸引され、本体２の外へと排出される。なお、ダストカップ９は水平断面が円形で、垂直断面は上端の開口部に向かいテーパ状に広がった形となっている。
【０００４】
図１０は従来のサイクロン集塵装置８の構造を示す縦断面図であり、接続パイプ５の長手方向を垂直にした場合を示している。１０はサイクロン集塵装置８のサイクロン本体である。サイクロン本体１０は、接続パイプ５に連結する連結管１１の上端に、横方向に張り出す形で遠心分離室１２を形設している。遠心分離室１２は水平断面形状がほぼ円形であり、その内周壁の一部に、連結管１１からの空気の流入口１３が開口する。流入口１３は、空気の流入方向が遠心分離室１２の内周壁に対し接線方向となる位置に設けられている。遠心分離室１２の中心には排気筒１４を配置する。
【０００５】
排気筒１４は底面が閉じ、上面が開口した円筒形の部材であって、外周部に複数個の排気口１５を設けている。排気口１５にはナイロン等の合成繊維を織って細かいメッシュとしたフィルター１６を被着する。排気筒１４の上面開口部は遠心分離室１２の天井面に形設された連結管１７に挿入される。排気筒１４の外面上部は雄ネジ部１８となっており、その下に形設したフランジ１９の上にゴム等弾性材料からなるシール２０を載せ、ネジ部１８を連結管１７の下端（こちらは雌ネジ部となっている）にネジ込んで行けば、排気筒１４は遠心分離室１２の天井面から垂下する形で取り付けられる。連結管１７の他端にはサクションホース４が接続される。遠心分離室１２の下端は開口部２１となっており、ここにダストカップ９の上端の開口部２２が気密に挿入される。
【０００６】
塵埃集積手段であるダストカップ９の保持の仕組は次のようになっている。ダストカップ９の一側面、連結管１１に向かい合う側面の下方に、上向きのフック２３を形設する。連結管１１の側面には、このフック２３を係合させる、下向きのフック２４を形設する。サイクロン本体１０から取り外されたダストカップ９を、その開口部２２が遠心分離室１２の開口部２１に接近して行くよう、連結管１１と平行にスライドさせると、ダストカップ９の開口部２２が遠心分離室１２の開口部２１に挿入され、またフック２３がフック２４に係合する。ダストカップ９を限界まで、すなわち遠心分離室１２の開口部２１の内側に取り付けた弾性材料製シール２５にダストカップ９の口縁が当たるところまで押しつければ、ダストカップ９の開口部２２は遠心分離室１２の開口部２１に気密に接合することになる。同時にフック２３とフック２４も深く係合し、ダストカップ９の下部に横方向の力が加わっても、ダストカップ９は連結管１１から離れない。
【０００７】
上記装着状態を維持するため、ダストカップ９の外面の上端近くに装着片２６を取り付ける。装着片２６は水平な軸２７を介してダストカップ９に取り付けられ、垂直面内で回動可能である。装着片２６の上端には、サイクロン本体１０外面の凸部２８に係合する係止爪２９が形設されている。装着片２６の下部は、指で押すための押圧部３０となる。押圧部２３とダストカップ９の外面との間には圧縮コイルバネ３１が挿入され、係止爪２９を凸部２８に係合させる回転付勢力を装着片２６に与えている。
【０００８】
係止爪２９と凸部２８の相向かい合う面は、係止爪２９の側が上向きの、凸部２８の側が下向きの、それぞれ斜面となっている。そのため、ダストカップ９をサイクロン本体１０に装着すべくダストカップ９をスライドさせて行くと、係止爪２９と凸部２８の斜面同士が接触し、装着片２６は圧縮コイルバネ３１の付勢力に抗して回動する。係止爪２９が凸部２８を乗り越えれば両者は係合し、その係合状態は圧縮コイルバネ３１によって維持される。この状態になれば、ダストカップ９をサイクロン本体１０から引き抜こうとしても引き抜くことはできない。押圧部３０を押し、凸部２８に対する係止爪２９の係合を解除すれば、ダストカップ９は取り外し可能となる。
【０００９】
上記サイクロン集塵装置８に空気が吸込まれると、吸気流は連結管１１から流入口１３を通って遠心分離室１２の中に、遠心分離室１２の内周壁に沿って接線方向に流入し、排気筒１４の周囲に高速の旋回気流を形成する。高速旋回に伴う遠心力により、空気流に含まれていた塵埃は空気流から分離され、ダストカップ９の中に落下し集積されて行く。排気筒１４の周囲を旋回した空気流は排気口１５から排気筒１４の中に入り、サクションホース４に吸込まれる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記の電気掃除機では、空気流から分離されダストカップ９に集積された塵埃が旋回気流とともにダストカップ９の中を回りつづけ、分離効率が悪い。
【００１１】
そこで本発明は、サイクロン集塵装置を備えた電気掃除機において、サイクロン集塵装置の塵埃集積手段の中に遮蔽部材を設け、この遮蔽部材に塵埃を含んだ空気流が衝突して塵埃の分離が促進されるようにするとともに、分離された塵埃の旋回を抑制し、塵埃の遠心分離効率を向上させることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、電動送風機の運転によって発生する気流により床面等の塵埃を吸込み口から吸込み、前記吸込み口と連通する吸気路を介して吸込んだ気流を旋回させて気流を塵埃と分離し、分離した塵埃を塵埃集積手段に集積するサイクロン集塵装置を備えた電気掃除機において、前記塵埃集積手段の下部に、複数の遮蔽板を該塵埃集積手段の中心から内周壁に向かって放射状に突出させるとともに、該遮蔽板の側縁部と該塵埃集積手段の内周壁との間に空間を存在させて設け、前記遮蔽板の側縁部に、旋回気流の風上方向に向かって突出するリブを形設した。
【００１３】
このように塵埃集積手段内部に遮蔽部材を設けたから、遠心分離室内の高速旋回気流により塵埃集積手段内に引き起こされる副次的旋回気流が遮蔽部材に衝突して急激に方向転換することにより、質量の大きい塵埃は慣性力で気流より分離する。分離した塵埃は遮蔽部材によりそれ以上の旋回を阻止され、再び舞い上がることがない。
【００１４】
また本発明では、電動送風機の運転によって発生する気流により床面等の塵埃を吸込み口から吸込み、前記吸込み口と連通する吸気路を介して吸込んだ気流を旋回させて気流を塵埃と分離し、分離した塵埃を塵埃集積手段に集積するサイクロン集塵装置を備えた電気掃除機において、前記塵埃集積手段の下部に、複数の遮蔽板を該塵埃集積手段の中心から内周壁に向かって放射状に突出させるとともに、該遮蔽板の側縁部と該塵埃集積手段の内周壁との間に空間を存在させて設け、前記遮蔽板は、該遮蔽板の略半ばから旋回気流の風上方向に向け屈曲されているものとした。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各種実施形態を図１〜図７に基づき説明する。なお、これらの実施形態は、電気掃除機としての基本構成は図９、１０で紹介した従来構造と同じであり、この従来構造と共通する構成要素については前の符号を流用し、説明は省略する。
【００２０】
図１〜図３に本発明の第１の実施形態を示す。サイクロン集塵装置８は気流から分離した塵埃を集積する塵埃集積手段を有する。ここではサイクロン本体１０に対し着脱自在に設けられたダストカップ９を塵埃集積手段としているが、塵埃集積手段の構成はこれに限定されるものではない。サイクロン本体１０に固定した塵埃集積容器に塵埃排出用のハッチを設ける構成であっても良い。あるいは吸気路を構成する要素のいずれかに塵埃集積容器を固定し、これに可動式のサイクロン本体を組み合わせても良い。
【００２１】
排気筒１４の下端には傘状の分離部材４０を取り付ける。分離部材４０は、排気筒１４の下端に螺合する雌ネジ部４１を上端に有し、そこから斜め下へ円錐形に広がり、円錐形状の外端に円筒壁を有する外輪４２を垂設した形状になっている。外輪４２とダストカップ９の間には環状の空間４３が形成される。
【００２２】
ダストカップ９の底面から開口部２２に向かい、遮蔽部材５０が立ち上がる。遮蔽部材５０は、合成樹脂射出成形品であるダストカップ９に一体成形されるものであり、図３に見られるように、４枚の垂直な遮蔽板５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄが９０゜間隔で中心から放射状に突出した形になっている。遮蔽部材５０は、開口部２２に向かい全体として先細となるように形成され、その上端は分離部材４０よりやや低い高さまで届く。遮蔽部材５０の側縁部とダストカップ９の内周壁との間には空間５１が形成される。ダストカップ９は開口部２２に向かいテーパ状に広がり、空間５１はダストカップ９の底部では幅が狭く、上の方に行くほど幅が広くなっている。
【００２３】
ダストカップ９の内周壁には、ダストカップ９の底面から開口部２２に向かって、４個の垂直なリブが形設される。その内２個のリブ５２は遮蔽板５０ａと５０ｂの間、及び遮蔽板５０ｃと遮蔽板５０ｄの間に配置されている。残る２個のリブ５３は遮蔽板５０ｂ、５０ｄの側縁と向き合う位置に配置され、ここで空間５１の幅を狭めている。いずれのリブも、遮蔽部材５０の高さの半分を少し越す程度の高さを有している。
【００２４】
上記実施形態における集塵動作について説明する。サイクロン集塵装置８に空気が吸込まれると、吸気流は連結管１１から流入口１３を通って遠心分離室１２の中に、遠心分離室１２の内周壁に沿って接線方向に流入し、排気筒１４の周囲に高速の旋回気流を形成する。気流に含まれていた塵埃は高速旋回による遠心力で気流から分離する。塵埃を分離した気流は排気口１５から排気筒１４の中に入り、サクションホース４に吸込まれる。
【００２５】
排気筒１４の周囲に高速旋回気流が発生するのに伴い、ダストカップ９の内部全体に副次的な旋回気流が生じる。高速旋回気流から分離した塵埃は、この副次的旋回気流に乗って旋回しつつ、分離部材４０の外周とダストカップ９の間の空間４３を通り分離部材４０の下に落下する。分離部材４０が円錐形なのはこの塵埃の流れを円滑にするためである。
【００２６】
分離部材４０の下において、副次的旋回気流は空間５１を旋回する。図３に示すように、副次的旋回気流はダストカップ９の内周壁に沿って進む矢印Ｐ１の成分と、遮蔽部材５０の遮蔽板５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの裏側に生じる負圧により遮蔽板５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの裏側に回り込む矢印Ｐ２の成分とを有する。遮蔽板５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの裏側に回り込んだ気流は次の遮蔽板の前面に衝突して向きを変えるが、この時気流に含まれていた塵埃は慣性で気流から分離され、ダストカップ９の底に落下する。気流は次々に遮蔽板５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄに衝突し、同様に塵埃が分離される。
【００２７】
リブ５２、５３の働きは次のようなものである。図３に示すように、リブ５２は副次的旋回気流のうち、ダストカップ９の内周壁に沿って進む矢印Ｐ１の成分を矢印Ｐ３のようにダストカップ９の中心方向に案内し、遮蔽板５０ａ、あるいはその反対側においては遮蔽板５０ｃに、効率よく衝突させる。リブ５３は遮蔽板５０ｂ、５０ｄの側縁と向き合い、狭い通気路を形成している。空気流Ｑ１、Ｑ２がこの狭い通気路の手前で衝突し、塵埃を分離する。
【００２８】
副次的旋回気流は時として分離部材４０の外周を抜けて上昇しようとする挙動を示すことがある。分離部材４０の外周から垂下した外輪４２は、上昇する気流に向かって設けられているので、気流と共に塵埃が上昇し、遠心分離室１２に逆流することが阻止される。
【００２９】
このように、旋回気流から分離された塵埃はダストカップ９内に集積される。集積された塵埃は矢印Ｐ２のように遮蔽板５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの裏側に回り込んでダストカップ９の中心方向に向かう気流やリブ５２により矢印Ｐ３のようにダストカップ９の中心方向に案内される気流に押されて圧縮され、体積が小さくなるので、多量の塵埃を集積できる。装着片２６によるロックを解除してダストカップ９をサイクロン本体１０から取り外し、適当な容器の上でダストカップ９を逆さにすれば、塵埃は開口部２２から落下する。ダストカップ９自身は開口部２２に向かってテーパ状に広がっており、逆に遮蔽部材５０の方は開口部２２に向かって先細になっているので、塵埃は容易に排出され、容器に向かって落下する。
【００３０】
遮蔽部材５０の第２の実施形態を図４に示す。この実施形態では、遮蔽板５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの側縁部に、空気流の風上方向に向かって突出するリブ５４を形設している。矢印Ｐ１のように旋回してきた空気流は矢印Ｒ１、Ｒ２のように分岐し、ダストカップ中心方向に向かう気流Ｒ１が塵埃を中心近傍に集積させ、遮蔽板５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄとの間で塵埃を圧縮する。
【００３１】
遮蔽部材５０の第３の実施形態を図５に示す。この実施形態では、遮蔽板５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを、各々半ば程から空気流の風上方向に向け屈曲させている。矢印Ｐ１のように流れてきた空気流はこの屈曲部５５のため矢印Ｒ１、Ｒ２のように分岐し、ダストカップ中心方向に向かう気流Ｒ１が塵埃を中心近傍に集積させ、遮蔽板５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄとの間で塵埃を圧縮する。
【００３２】
上記第１〜第３の実施形態において、遮蔽部材５０は４枚の遮蔽板５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを有しているが、遮蔽板の数、形状、配置等は種々改変が可能である。またダストカップ９側のリブ５２、５３も、その数、形状、配置等に様々な工夫を加えることが可能である。
【００３３】
遮蔽部材５０の第４の実施形態を図６に示す。この実施形態では、ダストカップ９の底面中心より開口部２２に向け、支持部材６０を立ち上がらせた。支持部材６０は、金属によりボルト形状に成形し、これをダストカップ９の底面にナット６１で固定したものである。支持部材６０をダストカップ９と同じく合成樹脂製として、ダストカップ９に一体成形する構成とすることもできる。この支持部材６０に、ダストカップ９と別体に成形した遮蔽部材５０をスライド可能に取り付ける。支持部材６０の上端には遮蔽部材５０のスライド範囲を制限するストッパ部６２を設ける。
【００３４】
遮蔽部材５０は円盤状の底部５６の中心からハブ部５７を立ち上がらせ、このハブ部５７の周囲に、前記遮蔽板５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを放射状に配置した形状となっている。ハブ部５７は支持部材６０をスライド自在に貫通させるものであり、底の部分に、ストッパ部６２に当たる当接部５８が設けられている。遮蔽部材５０には適当な回り止め手段を施し、旋回気流に追随して支持手段６０の周りを回ることがないように、またリブ５２、５３との位置関係が狂わないようにする。回り止め手段は、例えばリブ５２、５３のどれかに係合する突部を遮蔽部材５０から突出させる、あるいは支持部材６０及びこれを通すハブ部５７の穴を非円形断面とするといった手法で実現できる。
【００３５】
ストッパ部６２の首下部分には、ゴム等弾性材料からなるスリーブ状の緩衝部材６３が取り付けられている。また遮蔽部材５０の底部５６には、遮蔽部材５０の質量増加手段として、金属の円板からなる重り５９が固定されている。
【００３６】
上記構成のダストカップ９をサイクロン本体１０から取り外し、図７のように開口部２２を下にして傾けると、遮蔽部材５０に作用する重力により、遮蔽部材５０が支持部材６０をガイドとしてスライドし、塵埃塊Ｄをダストカップ９から押し出す。重り５９が取り付けられているので、遮蔽部材５０の排出力は増加している。押し出し終わった後、スライドの最終行程で遮蔽部材５０はストッパ部６２により押し止められるが、当接部５８が直接ストッパ部６２に当たるのでなく、緩衝部材６３に当たるので、衝撃、また衝撃音は小さく、使用者を驚かせたり、不快感を与えたりすることがない。遮蔽部材５０のスライド機構部、すなわち支持部材６０とこれを支えるダストカップ９の底部、あるいは遮蔽部材５０のハブ部５７、といった構成要素が破損することもない。ダストカップ９の向きを元に戻せば、遮蔽部材５０は重力により逆方向にスライドし、塵埃分離のための所定位置に復帰する。
【００３７】
ストッパ部６１は、支持部材６０に一体成形しても良く、別成形したものを支持部材６０に取り付けても良い。また緩衝部材６２の材質はゴム、発泡ウレタン等弾性に富むものであれば何でも良い。コイルバネを使用することもできる。緩衝部材６２の取り付けについても、ストッパ部６１の首下に固定するという方式に限定される訳ではなく、当接部５８の方に固定しても良く、あるいはストッパ部６１と当接部５８の間を自由に移動できるようにしておいても良い。遮蔽部材５０の質量を増加させる手段についても、別体の重り５９を取り付けるという方法の他、遮蔽部材５０の全体を金属製とするといった方法も採用可能である。
【００３８】
さらに、上記各実施形態のサイクロン集塵装置８は、図９とは異なる形式の電気掃除機に組み合わせることができる。例えば図８の電気掃除機７０においては、大型の吸込口体７１から傾動可能な接続パイプ７２を立ち上がらせ、その上部に、電動送風機７３を一体的に組み合わせたサイクロン集塵装置８を配置した。これ以外の種々の形式の電気掃除機にも、掃除機構造に合わせて組み合わせることが可能である。
【００３９】
以上、本発明の各種実施形態につき説明したが、この他、発明の主旨を逸脱しない範囲で更に種々の変更を加えて実施することができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は、電動送風機の運転によって発生する気流により床面等の塵埃を吸込み口から吸込み、前記吸込み口と連通する吸気路を介して吸込んだ気流を旋回させて気流を塵埃と分離し、分離した塵埃を塵埃集積手段に集積するサイクロン集塵装置を備えた電気掃除機において、前記塵埃集積手段の下部に、複数の遮蔽板を該塵埃集積手段の中心から内周壁に向かって放射状に突出させるとともに、該遮蔽板の側縁部と該塵埃集積手段の内周壁との間に空間を存在させて設けた構成としたから、遠心分離室内の高速旋回気流により塵埃集積手段内引き起こされる副次的旋回気流が遮蔽部材に衝突して急激に方向転換することにより、質量の大きい塵埃は慣性力で気流より分離されるので、塵埃の分離が促進される。分離した塵埃は遮蔽部材によりそれ以上の旋回を阻止され、再び舞い上がることがなくなる。
【００４１】
また本発明は、前記遮蔽板の側縁部に、旋回気流の風上方向に向かって突出するリブを形設しているから、旋回気流はこのリブにより分岐し、塵埃集積手段の中心方向に向かう気流が塵埃を中心近傍に集積させ、遮蔽板との間で塵埃を圧縮する。
【００４２】
また本発明は、前記遮蔽板がその略半ばから旋回気流の風上方向に向け屈曲されているから、空気流はこの屈曲部のため分岐し、塵埃集積手段の中心方向に向かう気流が塵埃を中心近傍に集積させ、遮蔽板との間で塵埃を圧縮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明電気掃除機の第１実施形態を示すサイクロン集塵装置の縦断面図
【図２】  図１のＡ−Ａ線の箇所におけるサイクロン集塵装置の水平断面図
【図３】  図１のＢ−Ｂ線の箇所におけるダストカップの水平断面図
【図４】  図３と同様の水平断面図にして、本発明電気掃除機の第２実施形態を示すもの
【図５】  図３と同様の水平断面図にして、本発明電気掃除機の第３実施形態を示すもの
【図６】  本発明電気掃除機の第４実施形態を示すサイクロン集塵装置の縦断面図
【図７】  図６に図示したダストカップから塵埃を排出する状況を示す断面図
【図８】  本発明に係るサイクロン集塵装置を備えさせる電気掃除機の側面図
【図９】  従来のサイクロン集塵方式電気掃除機の概略構成図
【図１０】  従来のサイクロン集塵装置の縦断面図
【符号の説明】
１    電気掃除機
２    本体
３    電動送風機
４    サクションホース
５    接続パイプ
６    吸込口体
７    吸込み口
８    サイクロン集塵装置
９    ダストカップ（塵埃集積手段）
１０  サイクロン本体
１１  連結管
１２  遠心分離室
１４  排気筒
２１  開口部（遠心分離室の）
２２  開口部（ダストカップの）
４０  分離部材
５０  遮蔽部材
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ  遮蔽板
５８  当接部
５９  重り（質量増加手段）
６０  支持部材
６２  ストッパ部
６３  緩衝部材
【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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