(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽の循環金具と熱交換器との間に配管された戻り管路から三方弁を介してバイパス路を分岐し、浴槽の循環金具と熱交換器との間に配管された往き管路に前記バイパス路を合流させ、戻り管路の三方弁よりも上流側と熱交換器側とが連通した状態と、戻り管路の三方弁よりも上流側とバイパス路側とが連通した状態とに前記三方弁を切り替えられるようにし、前記戻り管路又は前記往き管路に循環ポンプを設けた風呂装置において、
前記三方弁を熱交換器側で開いて循環ポンプを運転する運転状態と、前記三方弁をバイパス路側で開いて循環ポンプを運転する運転状態との動作切り替えを行なうに際して、前記三方弁を駆動して熱交換器側とバイパス路側との間で切り替える切り替え途中において、前記循環ポンプを一旦停止させることを特徴とする風呂装置の運転制御方法。
【請求項２】
循環ポンプを運転停止させてから循環ポンプを再起動させるまでに必要な待機時間よりも長い時間をおいて循環ポンプが再度運転されるよう、循環ポンプを運転再開するタイミングをタイマによって監視するようにしたことを特徴とする、請求項１に記載した風呂装置の運転制御方法。
【請求項３】
浴槽の循環金具と熱交換器との間に配管された戻り管路から三方弁を介してバイパス路を分岐し、浴槽の循環金具と熱交換器との間に配管された往き管路に前記バイパス路を合流させ、戻り管路の三方弁よりも上流側と熱交換器側とが連通した状態と、戻り管路の三方弁よりも上流側とバイパス路側とが連通した状態とに前記三方弁を切り替えられるようにし、さらに、戻り管路と往き管路との間に開閉可能な気泡発生用バイパス路を設け、前記戻り管路又は前記往き管路に循環ポンプを設けた風呂装置において、
前記三方弁を熱交換器側で開いて循環ポンプを運転する運転状態と、前記三方弁をバイパス路側で開いて循環ポンプを運転する運転状態との動作切り替えを行なうに際して、前記三方弁を駆動して熱交換器側とバイパス路側との間で切り替える切り替え途中において、前記気泡発生用バイパス路を開くようにしたことを特徴とする風呂装置の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は風呂装置の運転制御方法に関する。例えば、追い焚き機能や気泡発生機能を備えた１缶２水路の風呂装置の運転制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
浴槽の循環金具と熱交換器の入口側との間に戻り管路を配管し、浴槽の循環金具と熱交換器の出口側との間に往き管路を配管し、戻り管路から三方弁を介して分岐させたバイパス路を往き管路に合流させた１缶２水路の風呂装置がある。
【０００３】
このような風呂装置にあっては、追い焚き運転時や凍結防止運転時には、三方弁を操作して戻り管路の三方弁よりも上流側と熱交換器側とを連通させた状態で循環ポンプを運転し、熱交換器内に湯を循環させる。また、循環判定実行時や湯の落とし込み時には、三方弁を操作して戻り管路の三方弁よりも上流側とバイパス路側とを連通させた状態で循環ポンプを運転し、バイパス路に湯を循環させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような構成の風呂装置においては、循環ポンプを運転した状態で三方弁を熱交換器側からバイパス路側へ切り替えたり、循環ポンプを運転した状態で三方弁をバイパス路側から熱交換器側へ切り替えたりすることがある。例えば、追い焚き運転を終了したとき、風呂水位の監視、エアパージ及び浴槽内の湯の攪拌のため、バイパス路を循環させて循環判定を実行する場合がある。その場合、従来の風呂装置では、循環ポンプを運転したままで三方弁を熱交換器側からバイパス路側へ切り替えていた。
【０００５】
ところが、三方弁の出口側を熱交換器側からバイパス路側へ切り替える途中（あるいは、三方弁の出口側をバイパス路側から熱交換器側へ切り替える途中）においては、三方弁の出口側が塞がった状態（三方弁の閉塞状態）を経由するので、ポンプ圧によって器具内配管（すなわち、戻り管路の三方弁よりも上流側の部分）の内圧が上昇するという問題があった。そして、このような器具内配管の内圧上昇が繰り返されると、風呂装置が損傷する恐れがあった。
【０００６】
本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、循環経路切り替え中における器具内配管の内圧上昇を防止し、風呂装置の耐久性を向上させることにある。
【０００７】
【発明の開示】
請求項１に記載の風呂装置の運転制御方法は、浴槽の循環金具と熱交換器との間に配管された戻り管路から三方弁を介してバイパス路を分岐し、浴槽の循環金具と熱交換器との間に配管された往き管路に前記バイパス路を合流させ、戻り管路の三方弁よりも上流側と熱交換器側とが連通した状態と、戻り管路の三方弁よりも上流側とバイパス路側とが連通した状態とに前記三方弁を切り替えられるようにし、前記戻り管路又は前記往き管路に循環ポンプを設けた風呂装置において、前記三方弁を熱交換器側で開いて循環ポンプを運転する運転状態と、前記三方弁をバイパス路側で開いて循環ポンプを運転する運転状態との動作切り替えを行なうに際して、前記三方弁を駆動して熱交換器側とバイパス路側との間で切り替える切り替え途中において、前記循環ポンプを一旦停止させることを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載した風呂装置の運転制御方法にあっては、三方弁を熱交換器側とバイパス路側との間で切り替える切り替え途中においては、循環ポンプを停止させるようにしたので、三方弁が閉塞状態になってもポンプ圧によって器具内配管の内圧が上昇することがない。従って、器具内配管の内圧上昇の繰り返しによる器具内配管の損傷を防止でき、風呂装置の耐久性を向上させることができる。従って、少なくとも三方弁が熱交換器側でもバイパス側でも開いていない閉塞状態では、循環ポンプを停止させる必要がある。
【０００９】
また、循環ポンプの運転再開タイミングをタイマによって監視し、循環ポンプを運転停止させてから循環ポンプを再起動させるまでに必要な待機時間よりも長い時間をおいて循環ポンプが再度運転されるようにすれば、循環ポンプに過剰な負荷が加わるのを防止できる。
【００１０】
請求項３に記載の風呂装置の運転制御方法は、浴槽の循環金具と熱交換器との間に配管された戻り管路から三方弁を介してバイパス路を分岐し、浴槽の循環金具と熱交換器との間に配管された往き管路に前記バイパス路を合流させ、戻り管路の三方弁よりも上流側と熱交換器側とが連通した状態と、戻り管路の三方弁よりも上流側とバイパス路側とが連通した状態とに前記三方弁を切り替えられるようにし、さらに、戻り管路と往き管路との間に開閉可能な気泡発生用バイパス路を設け、前記戻り管路又は前記往き管路に循環ポンプを設けた風呂装置において、前記三方弁を熱交換器側で開いて循環ポンプを運転する運転状態と、前記三方弁をバイパス路側で開いて循環ポンプを運転する運転状態との動作切り替えを行なうに際して、前記三方弁を駆動して熱交換器側とバイパス路側との間で切り替える切り替え途中において、前記気泡発生用バイパス路を開くようにしたことを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載した風呂装置の運転制御方法にあっては、三方弁を熱交換器側とバイパス路側との間で切り替える切り替え途中においては、気泡発生用バイパス路を開くようにしたので、循環ポンプが運転継続したままで三方弁が閉塞状態になっても気泡発生用バイパス路に湯が流れることにより、器具内配管の内圧が解放される。従って、器具内配管の内圧上昇の繰り返しによる器具内配管の損傷を防止でき、風呂装置の耐久性を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は本発明の一実施形態による給湯装置１の構成を示す図である。缶体２内には給湯側熱交換器３、風呂側熱交換器４が配設されており、熱交換器３，４の下方には石油バーナー６及び送風ファン７が設けられ、缶体２の上面には排熱口５が開口されている。
【００１３】
石油バーナー６にあっては、オイル供給路８に設けられた電磁弁９を開き、電磁ポンプ１０を運転すると、オイル（石油）がオイル供給路８を循環してノズル１１からミスト状に吐出され、ノズル１１から吐出されたミスト状のオイルはエアと混合され、燃焼する。また、石油バーナー６は、ノズル１１から吐出されるオイルに点火するための着火装置１２、燃焼を監視するための燃焼検知センサ（フレームロッド）１３を有している。送風ファン７は石油バーナー６に強制的にエアを供給しており、最適な空燃比でオイルを燃焼させるように制御される。
【００１４】
給湯側熱交換器３には給水路１４及び給湯路１５が接続されており、出湯用給湯器が構成されている。フィルタ１７を通して給水路１４から導入された水（市水）は、石油バーナー６の燃焼中においては給湯側熱交換器３を通過しながら加熱され、給湯側熱交換器３から給湯路１５へ送り出される。給湯側バイパス路１６は、給湯側熱交換器３をバイパスするようにして給水路１４と給湯路１５の間を接続しており、給湯側熱交換器３で加熱された湯と給湯側バイパス路１６を流れた水は混合されて湯水混合路２５へ供給される。給湯側バイパス路１６を流れる水の流量と湯水混合路２５から出湯される湯の流量とは、それぞれ水比例弁１９及び水量サーボ弁２０によって制御される。また、水量センサ１８、入水温度センサ２１、缶体出湯温度センサ２２、ミキシング温度センサ２３の出力（計測信号）はコントローラ（図示せず）に入力され、コントローラは、給湯側熱交換器３から給湯路１５へ出湯される缶体出湯温度や、湯水混合路２５へ出湯される湯水混合温度が設定値に等しくなるよう、石油バーナー６の火力や水比例弁１９を制御する。こうして設定温度に調整された湯は、湯水混合路２５を通って給湯栓２４等から出湯される。
【００１５】
風呂側熱交換器４は風呂装置の一部を構成している。すなわち、風呂装置は、石油バーナー６で加熱される風呂側熱交換器４と、風呂側熱交換器４の入口側に接続された風呂側入水管３３及び浴槽４７の循環金具４８に接続された戻り管３２からなる戻り管路と、風呂側熱交換器４の出口側に接続された風呂側出湯管３４及び浴槽４７の循環金具４８に接続された往き管３５からなる往き管路と、風呂側入水管３３と戻り管３２との接続点から三方弁４２を介して分岐し、風呂側熱交換器４をバイパスして風呂側出湯管３４と往き管３５との接続点に合流するバイパス路３６と、風呂側熱交換器４及びバイパス路３６をさらにバイパスして戻り管３２と往き管３５とに連通し、二方弁４４を有する気泡発生用バイパス路３７を備えている。ここで、バイパス路３６は、主として循環判定や湯の落とし込み時に用いられるものであり、気泡発生用バイパス路３７は主として泡バス運転用に用いられるものである。
【００１６】
戻り管３２には、水位センサ３８、循環ポンプ３９、風呂側水流スイッチ４０及びサーミスタ等の湯温センサ４１が設けられている。また、浴槽４７の循環金具４８にはエア管４５が接続されており、エア管４５は往き管３５に連通している。
【００１７】
前記戻り管３２、風呂側入水管３３、風呂側熱交換器４、風呂側出湯管３４および往き管３５は追い焚き回路を構成しており、前記湯水混合路２５から分岐された分岐管２６は、バキュームブレーカ２７、落とし込み水電磁弁２８、水量センサ２９、逆止弁３０及び接続管３１を経て追い焚き回路の往き管３５につながっている。
【００１８】
上記三方弁４２の構造を図２（ａ）（ｂ）の断面図に示す。三方弁４２は、戻り管３２、バイパス路３６及び風呂側入水管３３に連通したケーシング４９内に円柱状をしたバルブ本体５１を回転自在に納めたものであり、バルブ本体５１には下面から側面にかけて略Ｌ字状に屈曲した水通路５２が開口されている。バルブ本体５１の下面に開口した水通路５２は常に戻り管３２内に連通しており、バルブ本体５１の側面に開口した水通路５２は、バルブ本体５１の回転に伴って風呂側入水管３３側（以下、缶体側という）とバイパス路３６側（以下、バイパス側という）との間で切り替わるようになっている。
【００１９】
バルブ本体５１は、ステッピングモータ（パルスステップモータ）４３の回転軸５０に取付けられており、ステッピングモータ４３のステップ数を指定することにより回転角を制御され、例えば０°〜３１５°の範囲内の任意の角度で回転可能となっている。よって、缶体側で全開になった状態やバイパス側で全開になった状態に限らず、任意の半開状態でも用いることができる。また、三方弁４２は、バルブ本体５１の回転角が０°の状態と９０°の状態を電気的に検出するリミッタ（図示せず）を有しており、缶体側で全開状態となっているときに０°位置に配置されたリミッタ（以下、基準リミッタという）がオンとなるように構成されている。そして、バルブ本体５１の回転角は、基準リミッタのオン位置（０°位置）を基準としてステッピングモータ４３のステップ数により制御される。
【００２０】
（追い焚き運転時の動作）
次に、風呂装置の追い焚き運転時の動作を図３のフロー図により説明する。また、図４（ａ）〜（ｆ）は三方弁の状態の変化を示している。浴室内リモコン（図示せず）等に設けられている追い焚きスイッチをオンにすると、三方弁４２のバルブ本体５１が０°位置に初期設定された後、所定の半開状態まで駆動される。すなわち、コントローラから追い焚き運転の動作信号が出力されると（Ｓ１）、三方弁制御のためのフラグＦがＯＦＦ（＝初期設定モード）にセットされる（Ｓ２）。ついで、バルブ本体５１を０°位置まで戻すのに必要なステップ数よりも大きなステップ数がステッピングモータ４３に入力され、図４（ａ）のように三方弁４２は０°位置を越えて回転するように駆動される（Ｓ３）。
【００２１】
このとき、同時に異常タイマがスタートし（Ｓ４）、初期設定動作中（フラグＦ＝ＯＦＦ）であるから（Ｓ５）、三方弁４２が０°位置まで戻って基準リミッタがオンになったか否か監視される（Ｓ６）。
【００２２】
規定時間経過して異常タイマがカウントアップしても基準リミッタがオンにならない場合には（Ｓ７）、三方弁４２の故障により三方弁４２が０°位置まで戻らないと判断し、コントローラ等に三方弁４２の異常を知らせるエラー表示を出力する（Ｓ８）。
【００２３】
異常タイマがカウントアップするまでの規定時間内に基準リミッタがオン状態になると、ステッピングモータ４３が強制的に静止させられ、図４（ｂ）のように三方弁４２が基準リミッタの位置に止められる（Ｓ９）。三方弁４２が停止すると、フラグＦがＯＮ（＝半開モード）に切り替えられると共に、三方弁４２の停止位置（基準リミッタ位置）が０°となるように基準位置を設定される（Ｓ１０）。
【００２４】
こうして三方弁４２が基準リミッタの位置にセットされると、三方弁４２は当該０°位置を基準としてステッピングモータ４３のステップ数により回転角を制御され、三方弁４２が缶体側において所定角度（この角度は何段階かに設定可能にすることもできる）で半開状態となるように制御される。すなわち、三方弁４２は、直ちにバイパス側へ向けて駆動される（Ｓ１１）。三方弁４２がバイパス側へ駆動されると、異常タイマがリセットしてスタートする（Ｓ４）。このとき、フラグはＦ＝ＯＮとなっており（Ｓ５）、三方弁４２がバイパス側へ回転して基準リミッタがオフになるか否か監視される（Ｓ１２）。
【００２５】
このとき、規定時間が経過して異常タイマがカウントアップしても基準リミッタがオフにならない場合には（Ｓ１３）、三方弁４２が故障により０°位置に固着していると判断し、コントローラ等に三方弁４２の異常を知らせるエラー表示を出力する（Ｓ１４）。
【００２６】
異常タイマがカウントアップするまでの規定時間内に基準リミッタがオフになった場合には、ステッピングモータ４３が指示されたステップ数だけ回転し、図４（ｃ）のように三方弁４２を所定の半開状態まで駆動して停止させる（Ｓ１５，Ｓ１６）。そして、循環ポンプ３９を運転し（Ｓ１７）、最低作動流量以上の湯を検出すると石油バーナーを点火し、図５に示すように、浴槽４７内の湯を戻り管３２、風呂側入水管３３、風呂側熱交換器４、風呂側出湯管３４及び往き管３５に循環させ、風呂側熱交換器４で加熱された湯を浴槽４７へ戻す。なお、このとき、気泡発生用バイパス路３７の二方弁４４は全閉状態で、落とし込み水電磁弁２８は全閉状態となっている。
【００２７】
このように追い焚き運転時に三方弁４２を風呂側熱交換器４の方向で半開状態とすることによって追い焚き回路に流れる湯の流量を小さく絞ることができるので、循環金具４８から高温の湯が勢いよく噴出されて入浴者に不快感を与えるのを防止できる。
【００２８】
（追い焚き運転の後処理）
この後、追い焚きスイッチをオフにして追い焚き運転を停止すると、風呂水位の監視、エアパージ及び浴槽内の湯の攪拌のため、図６のフロー図に従って、三方弁をバイパス側で全開状態となるように切り替えて循環判定が実行される。すなわち、追い焚き運転が終了すると、石油バーナー６が消火される。その際循環ポンプ３９も停止させてから（Ｓ２１）、三方弁４２をバイパス側へ駆動する（Ｓ２２）。三方弁４２がバイパス側へ駆動され、図４（ｄ）のように三方弁４２が９０°位置にあるリミッタ（以下、中間リミッタという）の位置に達して中間リミッタがオンになると（Ｓ２３）、遅延タイマがスタートする（Ｓ２４）。そして、一定時間経過して遅延タイマがカウントアップすると（Ｓ２５）、循環ポンプ３９が再び運転開始する（Ｓ２６）。
【００２９】
ここで、遅延タイマがスタートしてからカウントアップするまでの時間は、三方弁４２のバルブ本体１が図４（ｄ）の９０°位置からバイパス側でわずかに開いた状態まで回転するのに要する時間よりも長い時間に設定してある。さらに、この遅延タイマの時間は、循環ポンプを再起動するまでに要求される待機時間も考慮している。従って、三方弁４２が缶体側でもバイパス側でも開いていない閉塞状態にある期間は、循環ポンプ３９が停止しており、循環ポンプ３９による圧力が戻り管３２に加わって戻り管３２を損傷したり耐久性を低下させたりするのを防止できる。
【００３０】
なお、三方弁４２が閉塞状態にある間、循環ポンプ３９を停止させるためには、追い焚き運転終了時の三方弁４２の位置から図４（ｅ）のように三方弁４２がバイパス側でわずかに開いた位置まで回転させるためのステッピングモータ４３のステップ数を求め、それをタイマ時間に換算し、三方弁４２を駆動してから当該タイマ時間が経過するまでを循環ポンプ３９を停止させるようにしてもよい。しかし、この場合には、追い焚き運転終了時の三方弁４２の位置によってタイマ時間が一定せず、処理が複雑になる。これに対し、中間リミッタがオンになった時を基準として遅延タイマをスタートさせれば、追い焚き運転終了時の三方弁４２の位置に関係なく、遅延タイマがカウントアップするまでの時間を一定にすることができる。さらに、遅延タイマを用いて循環ポンプを運転再開するまでの時間を監視することにより、循環ポンプから発生する逆起電力がなくなるだけの充分な時間が経過してから循環ポンプを運転させることができる。
【００３１】
また、中間リミッタのない三方弁を用いる場合には、ステッピングモータ４３のステップ数から９０°の位置を検出して遅延タイマをスタートさせるようにしてもよい。
【００３２】
こうして循環ポンプの運転が再開した後、図４（ｆ）のように三方弁４２が目標位置（例えば、バイパス側での全開位置）に達して停止すると（Ｓ２７，Ｓ２８）、図７に示すような循環経路で循環判定が実行され、エアパージ及び浴槽内の湯の攪拌が行われる。また、循環ポンプを停止した後、三方弁４２を例えば図４（ｄ）のような閉塞状態とし、水位センサ３８によって浴槽内水位が検知される。
【００３３】
（凍結防止運転時の動作）
次に、凍結防止運転の場合について説明する。冬季、寒冷地においては、熱交換器や配管内の凍結を防止するため、夜間などに凍結防止運転が行われる。これは、石油バーナー６を燃焼させることなく循環ポンプ３９を運転し、風呂側熱交換器４内に浴槽の湯を循環させて凍結を防止するものである。この凍結防止運転は、外気温によって決まる一定時間毎に、一晩中自動的に繰り返される。
【００３４】
凍結防止運転のスイッチを押すと、石油バーナー６を燃焼させない点を除けば、追い焚き運転時と同様、図３のフロー図に示したような順序で凍結防止運転が実行される。このとき三方弁４２を缶体側で全開にすると、流量が大きくなってエア管４５から吸引された空気が循環金具４８から吹き出し、このエアを含んだ湯が循環金具４８から吸引されると、追い焚き回路中にエアを噛み込むことになるため、三方弁４２を缶体側で半開状態にして凍結防止運転する。しかし、最初の凍結防止運転が終了して、その後自動的に繰り返される凍結防止運転の際には、図３のフロー図には従わず、三方弁４２が缶体側で半開状態に固定されたままで凍結防止運転が繰り返される。すなわち、最初の凍結防止運転が終了した時やその後の凍結防止運転が終了した時にも、三方弁４２は缶体側で全開方向となるように駆動されず、缶体側で半開状態となった状態に維持される。また、凍結防止運転を繰り返す際も、三方弁４２は異常チェックのために駆動されることはなく、半開状態に維持される。
【００３５】
このように凍結防止運転を自動的に繰り返している間、三方弁４２を駆動せず一定の開度に固定しているので、三方弁４２が繰り返し駆動されるのを防止することができ、三方弁４２の故障発生率を低減することができる。
【００３６】
なお、泡バス運転を行なう場合には、２方弁４４を開いて循環ポンプを運転し、気泡を含んだジェット水流を循環金具４８から吐出させるが、そのとき三方弁を閉塞状態にしたり、バイパス側で開いたり、缶体側で開いたりすることによって種々のモードの泡バス運転を行なうことができる。しかも、三方弁４２をステッピングモータ４３で駆動しているので、三方弁４２を任意の開度に設定することもできる。
【００３７】
（第２の実施形態）
上記実施形態では、三方弁４２が閉塞状態となる間、循環ポンプ３９を停止することによって戻り管３２の内圧上昇を防止したが、気泡発生用バイパス路３７の二方弁４４を開いて内圧を逃がすようにしてもよい。
【００３８】
この方法により、三方弁４２を缶体側からバイパス側へ切り替える際の動作を図８に示す。これによれば、三方弁４２の駆動開始時に、循環ポンプ３９を停止させることなく二方弁４４を少し開いて（Ｓ３１）ポンプ圧を気泡発生用バイパス路３７側へ逃がし、その状態で三方弁を駆動して（Ｓ２２〜Ｓ２５）、遅延タイマがカウントアップしたら二方弁４４を閉じ（Ｓ３２）、目標位置で三方弁４２を停止させる（Ｓ２７、Ｓ２８）ように風呂装置を制御する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による風呂装置を備えた給湯装置を示す構成図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は三方弁の構造を示す概略断面図である。
【図３】追い焚き運転時の動作を説明するフロー図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は三方弁の状態の変化を示す断面図である。
【図５】同上の風呂装置による追い焚きの運転状態を示す概略図である。
【図６】三方弁を缶体側からバイパス側へ切り替える際の動作を示すフロー図である。
【図７】同上の風呂装置による循環判定の運転状態を示す概略図である。
【図８】本発明の別な実施形態において、三方弁を缶体側からバイパス側へ切り替える際の動作を示すフロー図である。
【符号の説明】
４  風呂側熱交換器
３２  戻り管
３３  風呂側入水管
３４  風呂側出湯管
３５  往き管
３６  バイパス管
３７  気泡発生用バイパス路
３９  循環ポンプ
４２  三方弁
４４  二方弁
【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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